1、中考物理的重头戏效率的计算1.“热得快”是一种插在保温瓶中烧开水的家用电器，你利用课内学过的仪器，设计一个测定“220V 1000W”“热得快”的热效率的方案，要求：（1）写出所需器材、测量步骤及操作中为了减小误差而需注意的事项；（2）用字母代表物理量，写计算“热得快”热效率的公式 （设测量时照明电路电压为 220 伏）考点：能量利用效率专题：实验题；简答题；设计与制作题分析：要解决此题，需要知道“热得快”的热效率是热得快有效利用的热量与所消耗电能的比值有效利用的热量是水吸收的热量，要掌握热量的计算公式 Q=cmt，同时要知道消耗的电能的计算公式W=Pt根据所需测量的物理量选择合适的工具根据热
2、效率的概念得出热效率的计算公式解答：解：（1）需要用热得快加热水，所以要用到水，为了减少热量的散热损失，需要用到保温瓶根据公式 Q=cmt，要用温度计测量温度，用天平测量水的质量根据公式 W=Pt，还要用手表测量加热所用的时间用到器材：水、保温瓶、湿度计、手表测量步骤：用天平测出一质量为 m 的水，装入保温瓶；用温度计测出水的初温 t0；开始加热，同时计时；经过一定时间 t1 后，测出水的末温 t；利用效率的公式代入数据求出 “热的快”的效率2.（2008宜昌）电磁炉是一种新型灶具，如图所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面
3、的铁质锅底内产生感应电流（即涡流） ，涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具请问：（1）电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？（2）某同学用功率为 2000W 的电磁炉，将 1初温为 25的水加热到 100，需要的时间为 2 分 55 秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？（水的比热容为 4.2103J/（kg） ）考点：能量利用效率；热量的计算；电功的计算专题：计算题；应用题；信息给予题；推理法分析：（1）电磁
4、炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具，热散失少，电磁炉的热效率更高；（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式 Q 吸=cmt 求水吸收的热量（有用能量） ；知道电磁炉的电功率和加热时间，利用 W=Pt 求消耗的电能（总能量） ，再利用效率公式求电磁炉的热效率解：（1）因为电磁炉是利用锅体本身发热来加热食物，没有炉具向锅体传热的过程，热散失少，所以电磁炉的热效率更高；（2）加热水消耗的电能：答：（1）电磁炉与普通的电炉相比，电磁炉的热效率更高；（2）消耗的电能是 3.5105J，电磁炉的热效率是 90%W=Pt
5、=2000W175s=3.5105J，水吸收的热量：Q 吸=cm 水t=4.2103J/（kg）1kg（100-25）=3.15105J，3、电热沐浴器的额定电压为 220V,水箱里装有 50的水,正常通电 50min,观察到沐浴器上温度示数由20上升到 46.4.求:（1） 在加热过程中,水吸收的热量是多少?【C 水 =4.2103J/（Kg ） 】（2） 若沐浴器内的发热电阻产生的热量由 84被水吸收,那么发热电阻的阻值多大?工作电路的电流多大?（3） 请你说出热损失的一个原因,并提出减小热损失的相关建议.中考物理的重头戏效率的计算一、热效率例 1.“热得快”是一种插在保温瓶中烧开水的家用
6、电器，你利用课内学过的仪器，设计一个测定“220V 1000W”“热得快”的热效率的方案，要求：（1）写出所需器材、测量步骤及操作中为了减小误差而需注意的事项；（2）用字母代表物理量，写计算“热得快”热效率的公式 （设测量时照明电路电压为 220 伏）例 2.（2008宜昌）电磁炉是一种新型灶具，如图所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流（即涡流） ，涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导
7、给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具请问：（1）电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？（2）某同学用功率为 2000W 的电磁炉，将 1初温为 25的水加热到 100，需要的时间为 2 分 55 秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？（水的比热容为 4.2103J/（kg） ）例 3、电热沐浴器的额定电压为 220V,水箱里装有 50的水,正常通电 50min,观察到沐浴器上温度示数由20上升到 46.4.求:（1）在加热过程中,水吸收的热量是多少?【C 水 =4.2103J/（Kg ） 】（2）若沐浴器内的发热电阻产生的热量由 84被水吸收,那么发热电阻的阻
8、值多大?工作电路的电流多大?（3）请你说出热损失的一个原因,并提出减小热损失的相关建议.例 4.目前市场上出现了一种新型热水器_空气能热水器，也称空气源热水器，它是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置。其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量为 Q1，消耗的电能为 Q2，通过热交换使热水得到的能量为 Q3，即 Q3=Q1+Q2.所以它的热效率（Q3/Q2的比值）可以达到 300%500%。问：（1）若电热水器的热效率是 80%，空气能热水器的热效率是 400%，现将 100kg 的水从 15加热到55，使用电功率都是 1400W 的电热水器和空气能热水器分别耗电多少？所
9、用时间分别是多少？（水的比热容为 4.2103J/（kg）（2）请你根据以上计算说明，空气能热水器与电热水器相比，有哪些优点？图 6效率计算练习一。热效率1、生活在佳木斯地区的人们，到了冬季，因日照时问短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：（1）太阳能热水器贮满水，水温从 20加热到 50时需要吸收多少热量？（1L=10-3m3）（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从 20加热到 50时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能）（3）在上述（2）情况下，加热器正常工作实际用了 3 小时
10、，则此热水器的效率为多少？（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）2、每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使 50kg、20的水温度升高到 80。 （热值为 2.4107J/kg）求：（1）水需要吸收的热量。（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有 30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。3、简易太阳能热水器的受光面积 1 .4m2 ,内装 80kg 水，太阳每分钟 辐射到 1m2 面积上的热量是8104J,如果 60的热量被水吸收
11、,问:20 的水晒 3h 后水温升高到多少摄氏度？（水的比热容是4.2103J/(kg)）4、太阳能热水器是利用太阳能来对水加热的一种设备。小新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面 10米高的屋顶上，现需要将初温为 10100kg 的水，加热到 60，则：（g 取 10N/kg）（1）把这些水从地面送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？（2）这些水要从太阳那里吸收多少热量？（3）下雨时，改用热水器中的电辅助设备加热，其电辅助加热设备的功率为 1500W，热效率是 70%，若不计热损失，加热这些水需要多长时间？5、简易太阳晒水箱代替燃料烧水用来淋浴方便，水箱内有 60 千克的水，玻璃盖面积为 0
12、.84 米 2，地球表面接受太阳辐射热为 7.56104 焦/(分钟.米 2),水箱热效率为 50 ，在不考虑水散热的情况下，请写出水温变化的计算公式，并计算出晒水 4 小时水温升高多少？6各家各户都要烧水煮饭,有关参数如下表所示.小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天要将 20kg 的水烧开,而这个月的平均气温为 20.试问:(1)一个月(按 30 天计) 加热水要吸收多少热量?(2)小明家有燃气灶具,也有电器灶具.由于电费比天然气费要便宜而效率高 ,但天然气的热值高, 请你通过计算后回答.他是用电更划算、还是用天燃气更划算呢?二、光电转化效率1、
13、2007 年 5 月，恒基伟业以创新的技术和理念推出了全球首部光能手机该手机说明书的部分内容如下表太阳能光电板 电池钢化玻璃+太阳能晶片+PCB+背面焊盘，实用美观，耐磨损，抗摔击充电电压 3.5V，充电电流 130mA；工作( 通话)电压3.5 V，工作电流 80mA充电 40min，可通活26min(1)在阳光下，太阳能光电板将太阳能转化为 能，并由充电电池进一步转化为 能。(2)电池的放电与充电的能量转换效率为 2、某种游艇是以太阳能为动力，不仅节约能源而且无污染，它的关键技术部件是光电转换板，此板接受太阳光的面积是 8 米 2，当板正对太阳光时能够产生 120 伏的电压，游艇上的自动装
14、置使光电转换板始终与阳光垂直，向电动机提供 10 安的强大电流。电动机线圈的直流电阻是 4 欧，太阳光垂直照射到单位面积上的辐射功率为 10l03 瓦米 2。根据以上信息，求：（1）该光电转换板的效率（2）电动机把电能转化为机械能的效率。天然气的热值 电器的效率 燃气炉效率 电费 天燃气费7.2107 J/m3 90% 30% 0.4 元/度 2.0 元/m3三、力热转换效率1、一辆汽车匀速行驶，速度为 90km/h，匀速时阻力为 920N，其发动机效率为 30%，汽油热值为4.6107J/kg. 求：（1）发动机的功率 （2）汽车匀速行驶 300km 做多少功 （3）匀速行驶 300km 消
15、耗多少汽油2、2005 年 12 月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。小北湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护环境，小北湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。下表为某种快艇的部分技术参数： (1)请写出使用乙醇汽油的两点好处?_；_。(2)为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过_kg (3)已知
16、该快艇使用的乙醇汽油热值约为 4.6107Jkg，密度约为 0.7103kgm3，它在水中匀速航行时所受的阻力 f=1400N，若发动机的效率为 25，则该快艇匀速行驶 46km 耗油多少升?3、某辆小汽车油箱内装满 35kg 汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程 300km。在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是 920N。( 汽油完全燃烧产生的内能有 30转化为机械能；汽油的热值为4610Jkg)求： (1)汽车到达目的地牵引力所做的功。 (2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。4、红枫湖乘坐快艇是水上娱乐项目。为了保护环境，红枫湖风景区用汽油作为快艇的燃料。下表为某种快艇的部分
17、技术参数：(g=10Nkg)(1)为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过多少千克(2)已知该快艇使用的汽油热值约为 4.6107Jkg，密度约为 0.7103 kgm3，它在水中匀速航行时所受的阻力 f=1400N，若发动机的效率为 25，则该快艇匀速行驶 46 km 耗油多少升? 5、汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的有关数据如下表。(某标号汽油的热值约为 4.5107Jkg，密度约为0.7103kgm3)求： (1)若轿车以 100kmh 的速度匀速行驶 1h，则轿车消耗了多少千克的汽油?(2)若轿车发动机的效
18、率是 30，当轿车以 100kmh 的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特?6一台汽油机，活塞面积是 50cm2，活塞行程是 25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为 9.84105Pa，若飞轮的转速是 600 转/分钟，效率为 30 ，求汽油机在 1 小时内要消耗多少在汽油？（汽油的燃烧值为 4.6107J/kg）四、电热转换效率1、电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一代智能灶具。一只 1500W 的电磁炉正常工作时，在 1个标准大气压下将 1kg 的水从 20加热到刚沸腾时，需要 4min ,问电磁炉的效率是多少？93.3%2、将一个标有“220V 400W”字样的“热得快” 插入
19、体积为 0.5 升、初温为 20的水中，此时由于是用电高峰，实际电压为 210V，在标准大气压下经过 9 分 10 秒将水加热至沸腾，求“热得快”烧水时的热效率（不计电阻值随温度的变化） 。3、小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示。若自来水的温度是 10，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭。请你帮助小明回答下列问题：加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？若实际经过 2h30min 指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？C 水=4.2103J/
20、（kg） 5、一家用电热水器的铭牌如下表所示。桃花牌全自动电热水器型号：THP2-12D 容量：12L额定功率：2KW 类别：防触电保护一类额定电压：220V 净重：22Kg出厂时间：年月日 编号：2003031000桃花厨房设备有限公司制造根据铭牌所提供的信息。解答下列问题：（1）为了安全起见，该电热水器使用的插座应选用图中的哪一个？（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大？（3）将该电热水器装满水加热，使水温有 20升高到 60，水需要吸收多少热量？C 水=4.2103J/（Kg ）（4）若电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的 80%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需要多长时间？五、
21、电力转换效率1、随着科学技术的发展，电动自行车是目前较为时尚的代步工具。某厂生产的一种自行车，其主要参数如下表所示：车人质量 m 电池 充电 电动机 电动机效率 车速 绕行里程80kg 36V10Ah 6-8h 36V180W 6m/s 表中“36V 10Ah”指的是输出电压为 36V，工作电流与工作时间乘积为 10A 每小时。如果电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力 f 与行驶速度 v 和自行车队对地面压力 N（N 的大小等于 mg)成正比，即f=kmgv，其中 k=5.010-3s/m，g 取 10N/kg。求：（1）该电动自行车正常行驶时的电流多大，一次充电可行驶多长时间？ （2）自行车
22、匀速行驶时有用功功率多大？效率是多少？ （3）自行车电动机还配有功率为 P/=80W 的低速档，当自行车在平直公路上以此低速档匀速行驶时，其速度为多大？（设功率不变） （注意：阻力随速度大小而改变）2、长江三峡工程是一座集防洪、发电、航运和供水等综合利用的巨大水利水电工程。其主要技术数据如下表所示：根据上述数据计算：大坝高度/m 大坝长度/m 最高蓄水位/m 总库容量/m3 平均流量 m3/min185 2335 175 41010 8.5105（1）蓄满水时大坝底部受到水的压强多大？（2）每小时水流对水轮机所做的最大功为多大？ （3）若利用水流发电的效率为 40%，发电机所能达到的最大功率是
23、多大？3、目前在我市城乡有大量的电动自行车在被消费者使用。下表是某型号电动车的规格表。型号 额定电压 额定电流 最大载重 最大时速 自重X2005HGx 36V 5A 55kg 20Km/h 20kg（1）这种电动车以最大速度行驶时阻力为车重的 0.04 倍.某人满载时以最大车速行驶 1h，克服摩擦力做得功是多少？ （2）1h 内此车所消耗的电能是多少？ （3）此电动车的效率是多少？（4）如果用汽油驱动它，效率为 40%，需要多少汽油？（汽油热值：4.6107J/kg）4、一辆娱乐电瓶车，工作电压为 24V,工作电流为 10A，效率为 80.电瓶车及人总重为 2000N，行驶时阻力是车重的 0
24、.1 倍，则此电瓶车匀速行驶 100m 所用的时间约为（ ）A.83s B.104s C.833s D.1042s5、某电动助力车有如下的数据：电源（铅蓄电池）： 电动机： 36V 12V3 180W最大行驶速度： 18km/h 正常行驶速度： 9km/h电源充电电压： 220V 每次充电耗电：1.2kwh最大载重量： 75kg 车身重量： 25kg（1）电源（铅蓄电池）应如何连接？（2）行驶时受到地面的摩擦阻力为多大？（3）若电能有 60%被利用，助力车充一次电能正常行驶多少时间？参考答案一、热效率1、1.26107J;约 2.3h;77.8%;节约能源,经济2. 1.26107J;1.75
25、Kg3.57.84.104J; 2.1104J;5.56h5.30.46.13807.2108J 用天燃气更划算8.15%二.光电转化效率1.电;化学;40%2.15%;66.7%3. 30.4三.力热转化效率1.2.3104W;2.76108J;20Kg2. 产物对环境污染小,是清洁能源;是可再生能源;400;8L3.2.76108J;不需要加油(计算出需要 20Kg 的燃油)4. 400;8L5.4.2Kg;1.575104W6.1.6Kg四.电热转换效率1.93.3%2.84%3.9.24106J;2.11h;85.6%4.2.5A;1.89105J; -15.乙;24.2 欧;2.016106J;21min五.电力转换效率1.5A ; 2h ;144w; 80% ;4m/s2.1.715106Pa ; 8.751013J ;9.72106kw3.5.88105J;6.48105J;90.7%;0.32kg4.B5.串联;72N;4h
