山東省濰坊市中考物理 專題復(fù)習(xí)攻略五 綜合計算專題
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1、 真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料,若有不當(dāng)之處,請指正。 專題復(fù)習(xí)攻略五 綜合計算專題 綜合計算題常常含有多個物理過程、多個研究對象、運用到多個物理概念和規(guī)律,側(cè)重考查綜合思維和綜合運用能力,在中考試題中常以壓軸題出現(xiàn)。隨著科技和社會的發(fā)展,綜合計算題不斷推陳出新,涉及的主要題型有:電力綜合、電熱綜合、力熱綜合、力熱電綜合、新能源的應(yīng)用綜合等。 1.解答綜合計算題常有以下幾種方法: (1)分析法(逆推法) 從所求量出發(fā),根據(jù)一系列公式、定律,最終和已知量聯(lián)系起來,即所求量完全可用已知量來表示,將此分析過程顛倒即為解題過程。 (2)綜合法(正推法) 從題目的已知量出發(fā),根據(jù)一系列
2、公式、定律,遞推有關(guān)物理量,最終得出所求量。 (3)整體法:將彼此獨立的兩個或幾個物體作為一個整體研究。 2.解答綜合計算題的注意事項: (1)要仔細(xì)研讀,反復(fù)推敲,挖掘題目中的隱含條件。 (2)要排除無關(guān)信息和多余因素對解題的干擾,提煉主干,使復(fù)雜問題簡明化。 (3)解題過程中要寫出所依據(jù)的原始公式(或變形公式),要注意每個公式的適用條件和范圍,切忌亂套公式。在解同一道計算題時,遇到幾個相同的物理量時應(yīng)加下標(biāo)加以區(qū)別。 (4)詳略得當(dāng)、有條理地書寫出完整的解題過程,并注意單位統(tǒng)一。 3.常用公式 題型1 電、力綜合計算 【例1】 (xx重慶)物理興趣小組設(shè)計了一個便
3、攜式水深測量儀。它主要是由探頭A和控制盒B構(gòu)成,它們之間用有絕緣皮的細(xì)導(dǎo)線相連形成回路,如圖專5-1甲所示。其中探頭A是一個底面積為10 、高5 cm、重2.5 N的圓柱體,探頭A的底部為壓敏電阻R(R與水接觸的表面涂有絕緣漆),工作時底部始終與水平面相平,壓敏電阻R隨表面壓力大小的變化如圖乙所示。A和B間的電路連接關(guān)系如圖丙所示,其中電源電壓恒為3 V,電流表改裝成深度表(導(dǎo)線的重力與體積均不計)。興趣小組的同學(xué)將探頭A緩慢放入水中,(g取10 N/kg)求: 甲 乙 丙 圖專5-1 (1
4、)探頭A有體積浸入水中時,R底部受到水的壓強是多少帕? (2)探頭A全部浸入水中時,導(dǎo)線對探頭A的拉力是多少牛? (3)將探頭投至看似不深的水平池底,靜止時(R與池底未緊密結(jié)合)導(dǎo)線已松弛,電流表示數(shù)是0.4 A,則表盤0.4 A處應(yīng)該標(biāo)水的深度值為多少米? 【解析】(1)探頭A有體積浸入水中時,R底部的深度=h=5 cm=2.5 cm=0.025 m,R底部受到水的壓強== 10 N/kg0.025 m=250 Pa; (2)探頭A緩慢放入水中時處于平衡狀態(tài),探頭A全部浸入水中時,受到的浮力==ρgV=ρgSh= 10 m=0.5 N,由=G-F′可得,導(dǎo)線對探頭A的拉力F′==2
5、.5 N-0.5 N=2 N; (3)當(dāng)電流表示數(shù)是0.4 A時,由I=可得,R的阻值R===7.5 Ω,由圖乙可知,壓敏電阻R表面壓力F=75 N,容器底部對A的支持力==2.5 N-0.5 N=2 N,水對A底部的壓力==75 N-2 N=73 N,由p=可得,壓敏電阻受到的壓強=== Pa,水的深度===7.3 m,所以表盤0.4 A處應(yīng)該標(biāo)水的深度值為7.3 m。 【答案】(1)探頭A有體積浸入水中時,R底部受到水的壓強是250 Pa。(2)探頭A全部浸入水中時,導(dǎo)線對探頭A的拉力是2 N。(3)表盤0.4 A處應(yīng)該標(biāo)水的深度值為7.3 m。 題型2 電、熱綜合計算 【例2】
6、 家用豆?jié){機的外形如圖專5-2甲所示,其機頭主要由一個電熱器(電熱絲)R和一個電動機M帶動的打漿器構(gòu)成,內(nèi)部電路簡化圖如圖乙所示。制作豆?jié){的過程是加熱、打漿、加熱、打漿……再加熱煮熟,即加熱和打漿是交替進(jìn)行的。某品牌豆?jié){機銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如表。 額定電壓 220 V 額定頻率 50 Hz 電熱器額定功率 1 000 W 電動機額定功率 180 W 凈重 2.4 kg (1)豆?jié){機在額定電壓下打漿,通過電動機的電流是多少? (2)小明同學(xué)想測算該豆?jié){機的加熱效率,他把100 g大豆和1.4 kg清水放入豆?jié){機中,測出其初溫為20 ℃,當(dāng)電熱器正常工作時加熱總時間為9
7、分鐘豆?jié){沸騰,測其溫度為100 ℃。請你幫他計算豆?jié){吸收了多少熱量?豆?jié){機的加熱效率是多少?= J/(kg℃)] (3)小明同學(xué)晚上使用該豆?jié){機,在與第(2)問條件相同情況下,發(fā)現(xiàn)電熱器加熱總時間由以前的9分鐘變?yōu)?0分鐘,豆?jié){機的加熱電阻R和加熱效率均不變,求晚上的實際電壓值。已知≈0.95。 甲 乙 圖專5-2 【解析】(1)根據(jù)P=UI可得:豆?jié){機在額定電壓下打漿時通過的電流:==≈0.82 A。 (2)大豆吸收的熱量:== J∕(kg℃)0.1 kg(100 ℃-20 ℃)= J, 水吸收的熱量:== J∕(kg℃)1.4
8、kg(100 ℃-20 ℃)= J, 豆?jié){吸收的熱量Q== J= J, 由P=可得,電流通過電熱器做的功:W==1 000 W960 s= J, 電熱器的加熱效率:η=100%=100%≈90%。 (3)由I=、P=UI可得,R===48.4 Ω,已知=W= J,由P=可得,===900 W,由P=可得,==≈209 V。 【答案】(1)豆?jié){機在額定電壓下打漿時,通過電動機的電流約為0.82 A。(2)豆?jié){吸收的熱量為 J,豆?jié){機電熱器的加熱效率大約是90%。(3)晚上的實際電壓值約為209 V。題型3 力、熱綜合計算 【例3】 我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機,它具備超音速巡
9、航、電磁隱身、超機動性、超視距攻擊等優(yōu)異性能,該飛機最大起飛質(zhì)量為37 t,最大飛行高度達(dá)20 000 m,最大航行速度達(dá)2.5倍聲速(合3 060 km/h),最大載油量為10 t,飛機航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表: 速度 v/ 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3 1.2 2.7 4.8 7.5 已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%,飛機使用的航空燃油的熱值為 J/kg。求: (1)飛機發(fā)動機完全燃燒10 t燃油獲得的能量是多少焦? (2)當(dāng)飛機以400 m/s的速度巡航時,飛機發(fā)動機的輸出功率是多少千瓦?
10、 (3)若在飛機油箱中加滿燃油,并且以500 m/s的速度巡航時,飛機的最大航程約是多少千米? 【解析】新一代戰(zhàn)斗機是一項高科技的研究成果,它包含了眾多與物理學(xué)相關(guān)的知識,我們應(yīng)該學(xué)會通過分析材料找出里面所包含的物理信息,并解答相關(guān)的疑問。(1)已知燃油的質(zhì)量,根據(jù)Q=mq求出放出的熱量;(2)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù),利用P===Fv可求得飛機發(fā)動機的輸出功率是多少千瓦;(3)已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%,求得機械能,從表中查到500 m/s時的阻力,利用W=fs可求得飛機的最大航程。 【答案】(1)燃油完全燃燒放出的熱量:Q=mq= J/kg= J。 (2
11、)由表中數(shù)據(jù)可知,飛機以400 m/s的速度巡航時,所受阻力為 N,則飛機發(fā)動機的輸出功率P===Fv= N400 m/s= W= kW。 (3)由(1)可知Q= J,已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%,則有用功W=40%Q= J= J,根據(jù)表格查出巡航速度為500 m/s時的阻力為 N,則由W=fs=Fs,可得s== m= km。 題型4 力、熱、電綜合計算 【例4】 小明家的電熱水壺具有自動加水和加熱兩種功能,其裝置如圖專5-3所示。燒水時,先按一下加水按鈕,自吸泵把水從水桶抽到壺內(nèi),當(dāng)壺內(nèi)水位達(dá)到規(guī)定容量時,自吸泵自動停止抽水;再按一下加熱按鈕,加熱裝置
12、將對壺內(nèi)的水加熱,當(dāng)水沸騰時,加熱裝置自動停止加熱。已知水的比熱容= J/(kg℃),水的密度= ,g取10 N/kg,電熱水壺的銘牌數(shù)據(jù)如下表。 圖專5-3 (1)如果自吸泵抽水效率為60%,求自吸泵將1.2 L水提升0.5 m消耗的電能。 (2)電熱水壺正常工作時,把1.2 L水從20 ℃加熱到100 ℃用的時間是6 min,求電熱水壺的熱效率。 【解析】本題考查了密度、重力、功、吸熱公式、電功公式以及熱效率公式的應(yīng)用,知識點多、聯(lián)系實際生活,屬于中考常見題型,從電熱水壺銘牌得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵。(1)先根據(jù)密度的變形公式求出水的質(zhì)量,再根據(jù)=Gh求出有
13、用功,最后利用η=即可求出自吸泵消耗的電能;(2)先根據(jù)W=Pt求出消耗的電能,然后根據(jù)=cmΔt求出水吸收的熱量,然后根據(jù)η=求出電熱水壺的熱效率。 【答案】(1)1.2 L水的質(zhì)量= =1.2 kg 自吸泵對水做的功=mgh=1.2 kg10 N/kg0.5 m=6 J 自吸泵消耗的電能===10 J。 (2)水吸收的熱量 == J/(kg℃)1.2 kg(100 ℃-20 ℃)= J 電熱水壺正常工作時消耗的電能W=Pt=1 200 W360 s= J 電熱水壺的熱效率η==≈93.3%。 題型5 新能源的應(yīng)用綜合 【例5】 如圖專5-4甲是我國某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的外
14、景,風(fēng)力發(fā)電機主要由風(fēng)機葉片和發(fā)電機組成。 甲 乙 丙 圖專5-4 (1)風(fēng)力發(fā)電利用的是風(fēng)能,風(fēng)能是清潔的、________(選填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)風(fēng)機葉片具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨損等性能,通常用密度小、硬度________(選填“大”或“小”)的復(fù)合材料制成;葉片形狀像飛機的機翼,若葉片位置和風(fēng)向如圖乙所示,由于葉片兩面空氣流速不同產(chǎn)生壓強差,而受到向________(選填“上”或“下”)的力使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)。 (3)風(fēng)葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機,利用________原理,使機械能轉(zhuǎn)化
15、為電能。 (4)某風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系如圖丙所示,由圖像得到的下列信息,正確的有_____________ A.只要有風(fēng),機組就能產(chǎn)生電能 B.風(fēng)速過大,機組不會產(chǎn)生電能 C.風(fēng)速越大,機組產(chǎn)生的電功率一定越大 D.風(fēng)速在一定范圍內(nèi),機組產(chǎn)生的電功率可能不變 (5)下表給出了在不同風(fēng)速下某風(fēng)機獲得的能量: 平均風(fēng)速(m/s) 5 10 15 20 1 s內(nèi)獲得的能量(J) 1 8 27 64 對表格進(jìn)行分析,你發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機1 s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的定量關(guān)系是______________ (用文字?jǐn)⑹?。 【解析】(1)風(fēng)能可以在自然界中源源不斷地
16、得到,風(fēng)能是取之不盡用之不竭的能源,所以風(fēng)能是可再生能源。 (2)①風(fēng)機葉片材料質(zhì)量輕、強度大、耐磨損、密度小、硬度大,可以減小阻力,延長使用壽命,便于安裝等;②由乙圖知,葉片的上面是突出的弧形,下面是平面,空氣流過時,上面空氣流速大于下面空氣流速,上面壓強小于下面壓強,葉片受到向上的力。 (3)風(fēng)葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機發(fā)電,把風(fēng)的機械能轉(zhuǎn)化為電能,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 (4)由丙圖知,在風(fēng)很小和很大時,不能產(chǎn)生電能。故選項A不符合題意。風(fēng)速過大,機組不會產(chǎn)生電能。故選項B符合題意。在一定范圍內(nèi),風(fēng)速越大,機組產(chǎn)生的電功率越大;在一定范圍內(nèi),風(fēng)速越大,機組產(chǎn)生的電功率可能不變
17、,故選項C不符合題意,選項D符合題意。 (5)由表格數(shù)據(jù)知,風(fēng)速增大為原來的2倍,風(fēng)能增大為原來的倍,風(fēng)速增大為原來的3倍,風(fēng)能增大為原來的倍……所以風(fēng)機獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比。 【答案】(1)可再生 (2)大 上 (3)電磁感應(yīng) (4)BD (5)風(fēng)機1 s獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比 1.圖專5-5甲是某工廠生產(chǎn)流水線產(chǎn)品輸送計數(shù)裝置示意圖(俯視圖),立方體產(chǎn)品在水平傳送帶上與傳送帶以相同速度v=1 m/s勻速運動,產(chǎn)品的質(zhì)量m=0.8 kg。計數(shù)器由電流表和電路計數(shù)元件組成(電流表和電路計數(shù)元件的電阻不計),通過電路中電流的變化計數(shù),a為激光源,為光敏電阻,為保
18、護(hù)電阻。當(dāng)激光射向時,的阻值變小,每當(dāng)產(chǎn)品運動通過a與之間時,射向的光線會被產(chǎn)品擋住,阻值變大。閉合開關(guān),電路中計數(shù)器中電流的示數(shù)I隨時間t的變化圖像如圖乙所示。(g取10 N/kg) 甲 乙 圖專5-5 (1)不計空氣阻力,求傳送帶勻速運送產(chǎn)品過程中對每一個產(chǎn)品的作用力大小和方向。 (2)求每個產(chǎn)品的邊長和產(chǎn)品的間隔,每個產(chǎn)品對傳送帶的壓強大小。 (3)已知電源電壓U=3 V,=1 kΩ,求傳送帶勻速運輸產(chǎn)品過程中1 min內(nèi)光敏電阻消耗的電能。 解:(1)因為立方體產(chǎn)品在水平傳送帶上勻速運動,所以傳
19、送帶對每一個產(chǎn)品的作用力:F=G=mg=0.8 kg10 N/kg=8 N,方向豎直向上。 (2)由速度公式得 每個產(chǎn)品的邊長==1 m/s0.1 s=0.1 m; 產(chǎn)品的間隔==1 m/s0.2 s=0.2 m; 每個產(chǎn)品對傳送帶的壓力=G=mg=0.8 kg10 N/kg=8 N, 壓強p===800 Pa。 (3)在0~0.2 s內(nèi),= A,兩端的電壓== Ω=2 V; 光敏電阻兩端的電壓==3 V-2 V=1 V; 光敏電阻消耗電能==1 A0.2 s= J, 在0.2 s~0.3 s內(nèi),= A, 兩端的電壓== Ω=1 V, 光敏電阻兩端的電壓==3 V-
20、1 V=2 V, 光敏電阻消耗的電能==2 A0.1 s= J, 在1 min內(nèi),W=+= J+ J=0.12 J。 2.(xx西寧)如圖專5-6所示是太陽能熱水器內(nèi)部水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。A、B是水箱中兩個相同的實心圓柱體,密度為 ,懸掛在水箱頂部的壓力傳感開關(guān)S上。 圖專5-6 當(dāng)S受到豎直向下的拉力達(dá)到一定值時閉合,電動水泵M開始向水箱注水;當(dāng)拉力等于10 N時,S斷開,電動水泵M停止注水,此時水箱水位最高為1.2 m。g取10 N/kg。求: (1)若水箱內(nèi)有100 kg的水,該太陽能熱水器將水從20 ℃加熱到50 ℃時水吸收的熱量。= J/(kg℃)] (2)停止注水
21、后水箱底部受到的水的壓強。 (3)若A、B的體積均為400 ,A、B受到的總重力。 (4)正常情況下水箱中的水位最高時如圖所示,A受到的浮力(開關(guān)S下的細(xì)繩和A、B間的細(xì)繩質(zhì)量與體積均忽略不計)。 答案:(1)若水箱內(nèi)有100 kg的水,該太陽能熱水器將水從20 ℃加熱到50 ℃時水吸收的熱量為 J (2)停止注水后水箱底部受到的水的壓強為 Pa (3)A、B受到的總重力為16 N (4)正常情況下水箱中的水位最高時,A受到的浮力為2 N。 解析:(1)100 kg的水,從20 ℃加熱到50 ℃時水吸收的熱量: J/(kg℃)100 kg(50 ℃-20 ℃)= J;(2)電動水
22、泵M停止注水時水箱水位最高為1.2 m,水箱底部受到的水的壓強: 10 N/kg1.2 Pa;(3)由G=mg和ρ=可得A、B的總重力: 10 N/kg=16 N;(4)正常情況下,當(dāng)水位最高時,S斷開,電動水泵M停止注水,拉力等于10 N,此時:-F=16 N-10 N=6 N,B浸沒在水中,由可得B受到的浮力: 10 N/kg=4 N,=6 N-4 N=2 N。 3.(xx云南)電動輪椅為殘障人士出行提供了方便。某型號的電動輪椅質(zhì)量為20 kg,輪子與地面的總接觸面積為20 。其工作原理如圖專5-7所示,操縱桿可以同時控制和兩個開關(guān)。向前推操縱桿時輪椅前進(jìn)且能調(diào)速,向后拉操縱桿時
23、輪椅以恒定速度后退。已知蓄電池電壓為24 V,定值電阻=20 Ω,為滑動變阻器。 圖專5-7 (1)分別將和同時接觸對應(yīng)點________(選填“1”或“2”)時,輪椅前進(jìn);當(dāng)輪椅后退時,電流表示數(shù)________(選填“大于”“小于”或“等于”)1.2 A。 (2)求輪椅靜止在水平地面上時對地面的壓強。 (3)體重600 N的人坐在輪椅上向后拉操縱桿,勻速后退過程中輪椅受到的阻力是總重的0.01,求后退5 m阻力做功的大小。 答案:(1)1 小于 (2)輪椅靜止在水平地面上時對地面的壓強是 Pa。(3)體重600 N的人坐在輪椅上向后拉操縱桿,勻速后退過程中輪椅受到的阻力是
24、總重的0.01,后退5 m阻力做功的大小為40 J 解析:(1)因為輪椅向前運動時能調(diào)速,說明可以改變通過電動機的電流,所以電動機與滑動變阻器串聯(lián),故前進(jìn)時將和同時接觸對應(yīng)點1。若只有工作時,電路中的電流:I===1.2 A,當(dāng)輪椅后退時,與電動機串聯(lián),兩端的電壓變小,所以當(dāng)輪椅后退時,電路中的電流小于1.2 A,即電流表示數(shù)小于1.2 A。 (2)輪椅的重力:G=mg=20 kg10 N/kg=200 N,水平地面受到的壓力:F=G=200 N,輪椅靜止在水平地面上時對地面的壓強:p== Pa。 (3)阻力所做的功:s=0.01(200 N+600 N)5 m=40 J。 4.(xx
25、婁底)榮威e950插電式混合動力汽車于今年3月正式上市,百公里平均油耗約1.7升。它有兩種動力系統(tǒng),汽車加速,汽油機提供的動力不足時,蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為動能,使汽車加速更快;汽車減速,汽車動能轉(zhuǎn)化為電能,由蓄電池貯存起來,減少能量的消耗。兩種動力系統(tǒng)也可獨立工作,只有汽油機工作時,與一般的汽車相同;只使用電力時,由電動機提供動力。如表是國產(chǎn)某混合動力汽車蓄電池的銘牌,其中電池容量是蓄電池貯存的最大電能(儲存電能的本領(lǐng)是表示電池容量的另一方式),該汽車勻速行駛時受到的阻力為144 N,求: (1)在家庭電路中對放電完畢的蓄電池充滿電要多長時間? (2)該汽車勻速行駛100 km過程中牽引力做
26、的功為多少? (3)蓄電池充滿電后,僅由電動機提供動力,電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為80%,汽車勻速持續(xù)行駛的最大距離是多少km? (4)假設(shè)汽車受到的阻力不變,僅由汽油機提供動力,汽油的熱值為 J/L(即焦耳/升),汽油機的效率為24%,汽車勻速行駛100 km的油耗是多少升。 電池容量 44 kWh 充電電壓 220 V 充電電流 20 A 輸出電壓 150 V 答案:(1)在家庭電路中對放電完畢的蓄電池充滿電要10 h (2)該汽車勻速行駛100 km過程中牽引力做的功為 J (3)汽車勻速持續(xù)行駛的最大距離是880 km (4)汽車勻速行駛100 km的油耗是1
27、.2 L 解析:(1)充電時輸入功率P=UI=220 V20 A=4 400 W=4.4 kW,由P=可知,充滿電的時間t===10 h;(2)因汽車勻速行駛時處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對平衡力,所以,汽車受到的牽引力F′=f=144 N,該汽車勻速行駛100 km過程中牽引力做的功W′=F′s=144 J;(3)蓄電池充滿電后,由η=100%可得,獲得的機械能即牽引力做的功 J80%=1.267 J,s′== m=880 km;(4)汽車勻速行駛100 km過程中牽引力做的功 J,由η=100%可得,汽油完全燃燒釋放的熱量== J,由=Vq可得,消耗汽油的體積V===1.2
28、 L。 5.xx年CYCC中國房車錦標(biāo)賽分站賽于7月5日至7月7日在鄂爾多斯國際賽車場舉行。某一型號的房車在一段平直公路上勻速行駛了56 km,用時半小時,車的總質(zhì)量為 kg,受到的阻力為車重的。求:(g取10 N/kg) (1)該房車的行駛速度; (2)該房車牽引力所做的功; (3)已知這一過程消耗燃油 ,則熱機在這一過程中消耗的總能量(假設(shè)燃油完全燃燒,燃油密度ρ= ,燃油熱值q= J/kg); (4)若將該房車改裝成純電動汽車,則可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg汽油排放2.2 kg二氧化碳降為零。已知改裝后的房車每行駛100 km能耗為160 kWh,則該房車的效率是多少。
29、 解:(1)房車的速度v===112 km/h。 (2)房車重G=mg= kg10 N/kg= N; 房車受到的阻力f=G= N= N; 因為房車勻速行駛,所以牽引力F=f= N, 牽引力做功:=Fs= N56 000 m= J。 (3)由ρ=得消耗燃油的質(zhì)量:m=ρV= =12 kg; 燃油完全燃燒放出的熱量(消耗的總能量): ==mq=12 J/kg= J。 (4)行駛100 km,牽引力做的功: ′=Fs′= N100 000 m= J; 消耗總能量:′=160 kWh= J= J; η=100%=100%≈52%。 6.(xx宜昌)電熱加濕器靠電流的熱效應(yīng)工
30、作。某種家用電熱加濕器相關(guān)參數(shù)、外形、電路簡化圖見下表。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產(chǎn)生熱量,使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出,增加環(huán)境濕度。當(dāng)加熱倉中的水減少到一定程度時,自動閥門打開,水由儲水箱進(jìn)入到加熱倉中。 工作 電壓 220 V 工作 頻率 50 Hz 最大運 行功率 40 W 儲水箱 容量 2.4 L 尺寸:高315 mm,底部直徑 168 mm 滿水工作 時間:高氣霧量10 h, 低氣霧量24 h (1)當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器的滑片移到最左邊時,加濕器以最大運行功率工作,求電熱絲的電阻值。 (2)如果加熱倉內(nèi)冷水的溫度為20 ℃,用最大運行功率工作,經(jīng)過5 mi
31、n 36 s,水沸騰產(chǎn)生水蒸氣,求加熱倉中水的體積。 J/(kg℃), ,電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收。環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓] (3)當(dāng)滑片移到最右端時,氣霧調(diào)節(jié)器的阻值為605 Ω,加濕器以最低氣霧量工作,求此時電熱絲的電功率是多少瓦?24小時消耗多少度電?(計算結(jié)果保留一位小數(shù)) 答案:(1)電熱絲的電阻值為1210 Ω。(2)加熱倉中水的體積為 。(3)電熱絲的電功率是17.8 W;24小時消耗的電能約為0.4 kWh。 解析:(1)當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器的滑片移到最左邊時,氣霧調(diào)節(jié)器被短路,只有電熱絲工作,由P=得:電熱絲的電阻值:===1 210 Ω。 (2)電熱絲產(chǎn)生的熱量:=W=Pt=40 W336 s=13 440 J,由題意得=13 440 J,由得水的質(zhì)量m===0.04 kg,由ρ=得水的體積:V== 。 (3)當(dāng)滑片移到最右端時,氣霧調(diào)節(jié)器和電熱絲串聯(lián),電路中的電流I=== A,電熱絲的電功率:=1 210 Ω≈17.8 W;24小時消耗的電能:=0.017 8 kW24 h≈0.4 kWh。 9 / 9
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