中考物理一轮复习 效率问题大串讲课件.ppt

效率 问题串讲 总述与目录 初中物理 效率 问题 起源于机械效率 然后不断拓展 因此 了解 效率 问题 也应从机械效率开始 逐渐延展到其它领域 目录 1 机械效率2 热效率3 光电转化效率4 力热转换效率5 电热转换效率6 电力转换效率 一 机械效率 1 原理 w有用 w总2 例题 例1 一质量为6kg的石块 沉在装水的容器底部 某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m 但石块没有露出水面 已知绳的自由端拉力为25n 石 3 103kg m3 g 10n kg 求 石块在上升过程中 1 石块受到的浮力为多少 2 绳的自由端拉力做功为多少 3 动滑轮的机械效率为多少 机械效率例题解析 解析 有用功是不用机械直接做功时 所做的功 总功是用了机械后 实际做功的多少 1 石块的体积和受到的浮力v m 6kg 3 103kg m3 2 10 3m3f浮 水gv排 1 0 103kg m3 10n kg 2 10 3m3 20n 2 绳端被拉的长度和拉力所做的总功 s 2h 2 1m 2mw总 fs 25n 2m 50j 3 有用功及其机械效率 机械效率例题解析 w有用 g f浮 h mg f浮 h 6kg 10n kg 20n 1m 40n 1m 40j w有用 w总 40j 50j 80 二 热效率 1 原理 热传递过程中能量有损失 获得的总内能与释放总内能之间的比值 2 例题例2 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8 104j 如果60 的热量被水吸收 问 20 的水晒3h后水温升高到多少摄氏度 水的比热容是4 2 103j kg 热效率例题解析 解析 其效率为q吸与太阳辐射热q的比值 所以q吸等于太阳辐射热q与其效率的积 晒3h后 辐射的太阳热量 q 8 104j 1 4 3 60 2 016 107j水吸收的热量为 q吸 q 2 016 107j 60 1 2096 107j水温升高 被晒后的水温 t t0 t 20 36 56 热效率例题解析 例3 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 如图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1 75kg秆浆煤 使50kg 20 的水温度升高到80 热值为2 4 107j kg 求此时的效率 热效率例题解析 解析 水吸收的热量 q吸 cm t 4 2 103j kg 80kg 80 20 2 016 107j秆浆煤完全燃烧放出的热量 q qm 2 4 107j kg 1 75kg 4 2 107j吸热效率为 q吸 q 2 016 107j 4 2 107j 48 三 光电转化效率 1 原理 通过光电池可将部分光能转化为电能 其效率为电能与对应所需光能的比值 2 例题例4 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1 0 l03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 光电转化效率例题解析 解析 由于涉及电功 电功率知识 可能暂时不明白我的解析道理 但等大家学习这部分内容后再回看 一定能真正明白 每s种辐射的太阳能 w 1 0 l03w m2 8m2 1s 8 103j获得的电能 w电 uit 120v 10a 1s 1 2 103j转化效率 w电 w 1 2 103j 8 103j 15 四 力热转换效率 1 原理 其效率为获得所做机械功与燃料完全燃烧放出的热量的比值 2 例题解析 例5 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 6 107j 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消耗多少汽油 力热转换效率例题解析 1 牵引力及发动机的功率 f f 920np fv 920n 90 3 6 m s 2 3 104j 2 汽车牵引力做功 w fs 920n 300 103m 2 76 108j 3 燃油完全燃烧放出的热量 q w 2 76 108j 30 9 2 108j 力热转换效率例题解析 汽油的质量 m q q 9 2 108j 4 6 107j kg 20kg 力热转换效率例题解析 例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 84 105pa 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 6 107j kg 解析 每分钟完成的做功冲程数 n 600 2 300每个冲程做功 w1 fl psl 9 84 105pa 50 10 4m2 25 10 2m 1 23 103j 力热转换效率例题解析 每分钟做功 w2 300w1 300 1 23 103j 3 69 105j每分钟燃料完全燃烧放出的热量 q w2 3 69 105j 30 1 23 106j每分钟需要的燃料 m1 q q 1 23 106j 4 6 107j kg 0 0267kg每小时需要的燃料 m2 60m1 60 0 0267kg 1 6kg 五 电热转换效率 1 原理 电能转化为内能时 其效率为吸热的热量与消耗的电能的比值 2 例题解析 例7 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 电热转换效率例题解析 解析 水吸收的热量 q吸 cm t 4 2 103j kg 1kg 100 20 3 36 105j消耗的电能 w pt 1500w 4 60s 3 6 105j该电磁炉的效率是 q吸 w 3 36 105j 3 6 105j 93 3 六 电力转换效率 1 原理 电能转化为机械能时 所做机械功与消耗的电能的比值 2 例题例8 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表中 36v10ah 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 0 10 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 电力转换效率例题解析 解析 1 电动车正常行驶时的电流 i p u 180w 36v 5a充足一次电后 可行驶的时间 t q i 10ah 5a 2h 2 正常匀速行驶时的速度为6m s 此时的牵引力是 f f kmgv 5 0 10 3s m 80kg 10n kg 6m s 24n功率是 p fv 24n 6m s 144w 电力转换效率例题解析 其效率为 w机 w电 pt p t p p 144w 180w 80 3 设此时的速度为v 则牵引力为 f kmgv 功率 p f v kmgv 2故 自主练习 练习1 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10 100kg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 自主练习 练习2 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