关于初中物理中的效率问题

中考物理中的效率问题一、机械效率：是指有用功在总功中所占的比值。表达式：=W有/W总 100%=Gh/Fs 100%=G/nf 100% 例1、有关滑轮组的机械效率小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从地面匀速提升至15m的楼顶，所用的拉力为360N，拉绳的时间150s，求：(1)拉力的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变？为什么？例2、质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100KW，车上装有6t的砂石。汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20KW的功率匀速行驶了10min，消耗汽油1.2Kg，然后又以额定功率用了2min的时间，将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场。G-10N/Kg，试问：（1）1.2Kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？（汽油的热值为4.5107J/Kg）（2）汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？二：、热机效率：热机是用来对外做功的，所以热机的效率表示为：=W有/Q放100%=Fs/mq 100%。例1、某家用轿车，重为1.5104N，当车以72Km/h的速度行驶了0.5h时，消耗汽油3Kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6107J/Kg，在此过程中，求：（1）车通过的路程；（2）牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。例2、“五一”期间，小明的爸爸带全家驾车到外地旅游。途中汽车以100Km/h的速度匀速行驶了一段路面水平平整、长200Km的高速路段。汽车行驶过程中，发动机的实际功率恒为25KW，汽车的效率为25%。已知汽油热值为q=4.6107J/Kg。求：（1）汽车通过该路段行驶的时间；（2）汽车通过该路段牵引力做的功；（3）汽车在该路段上行驶时的牵引力；（4）汽车通过该路段消耗的汽油的质量。三、燃气热水器的效率：燃气热水器是消耗燃料，把化学能转化为内能来加热水，所以它的热效率的表达式为：=Q吸/Q放100%=cmt/mq100%例1、某家庭用燃气热水器将质量为100Kg、温度为20的自来水加热到50，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2103J/（Kg），天然气的热值为3.2107J/m3。求： （1）天然气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）该热水器工作时的效率。四、电热水器的效率：电热水器是消耗电能，把电能转化为内能来对水加热，所以它的热效率的表达式为=Q吸/W电100%=cmt/Pt100%例1、如图所示是一款不锈钢玻璃电热水壶，其参数如下表。它的壶盖上有蒸气开关，采用PTC材料底盘加热，具有水沸腾后自动断电、防干烧的双保险功能。（1）电热水壶的加热底盘是通过_的方式改变水的内能的。（2）电热水器在额定电压下工作时通过的电流是多少？（结果保留一位小数）（3）若电热水壶的加热效率是80%，在1标准大气压下，将一壶20的水烧开要多长时间？额定容量1.8L额定电压220V额定频率50Hz额定功率1800W g=10N/Kg，水=1.0103Kg/m3，c水=4.2103J/（Kg）（4）水沸腾时产生的水蒸气冲击蒸汽开关上面的双金属片，由于热胀冷缩作用，双金属片膨胀变形顶开开关，切断电源，这是一重保护。如果蒸气开关失效，水会一直烧下去直至烧干，当出现烧干时，PTC加热元件的功率变得只有烧水时功率的十分之一，这样可以使PTC的温度保持在合理的范围，即使干烧也不会有不良后果，这是第二重保护。PTC实际是一种阻值随温度变化的陶瓷热敏电阻，分析可知其电阻随温度变化的规律是：_。五、太阳能热水器的效率：太阳能热水器是接收太阳辐射过来的能量，把太阳能转化为热能。而太阳能热水器接收太阳能的多少又与接收时间和接收面积有关，接收面积越大，接收光照的时间越长，热水器吸收的太阳能就越多。所以太阳能热水器的效率表达式为：=Q吸/E太阳100%=cmt/Pst100%。其中P表示太阳辐射能量的功率，S为太阳能热水器接收太阳能的面积，t为热水器接收太阳能的时间。六、太阳能电池板的光电转换效率：太阳能电池板是把接收的太阳能转化为电能的装置。太阳能电池板接收太阳能的多少又与接收时间和接收面积有关，接收面积越大，接收光照的时间越长，电池板吸收的太阳能就越多，所以它的转换效率表示为：=E电/E太阳100%=Pt/Pst100%。其中：E电表示得到的电能或者说是用电器消耗的电能，E太阳表示太阳能电池板接收到的太阳能；P、t表示用电器的功率和工作时间；P表示电池板接收太阳能的功率，s表示太阳能电池板的面积，t表示太阳能电池板接收太阳能的时间。七、电动机的效率：电动机是把电能转化为机械能的装置，但是在电动机通电时由于电阻的存在线圈不可避免地要发热，所以电动机并不能把电能完全转化为机械能。电动机效率的表达式为：=W有/W电100%=Gh/UIt100%。例1、用一台小型直流电动机，将重为40N的物体在4s内匀速提升1.8m，用电流表和电压表测得通过电动机的电流为2A，电动机两端的电压为12V。求：（1）电动机的输入功率多大？（2）电动机的效率多大？（3）电动机线圈的电阻多大？例2、电动自行车既环保，又节能，深受城市居民喜爱。下表是某品牌电动自行车的有关数据。设王涛受到的重力是500N，从单位骑该品牌电动自行车匀速回家用了20min，行驶距离为6Km。根据相关信息求王涛在回家过程中：电动自行车的质量m/Kg电能转化为机械能的效率工作电压U/V行驶速度v/(kmh-1)骑车人重力为500N时的平均阻力f/N4075%363620（1）回家时的速度大小。（2）行驶过程中，电动车对地面的压强（3）电动自行车牵引力所做的功。（4）电动自行车消耗的电能。例3、空气质量的污染促使人们对电动汽车有了更全新的认识，电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，对环境影响相对传统汽车较小。电动汽车电动机最大功率（KW）41.8电动机最大扭矩（Nm）150电池支持最高续航里程（Km）200电池容量（KWh）22.3整车质量（Kg）1130工作原理：蓄电池电流 电力调节器 电动机 动力传动系统 驱动汽车行驶。某品牌电动汽车的相关数据如表所示。（1）电动汽车工作时，蓄电池将_转化为电能，然后通过电路传递到电动机再将电能转化为_。（2）若一个质量是70Kg的人开着该电动汽车在水平路面上以60Km/h的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.03倍，行驶最高续航里程200Km，g=10N/Kg。求行驶的时间和电动机对汽车做的功。（3）按照上一问计算结果和电池的容量计算电动汽车的效率。（4）与普通的汽车相比该电动汽车有哪些优点和缺点？走进中考：（2016临沂）、现代城市人口密度越来越大，交通越来越拥堵。易步车（如图甲）以其体积小巧，结构简洁和驱动安全等优点，成为短途出行的理想交通工具。某品牌易步车的部分参数如下表所示。质量为60kg的雯雯从家骑行该品牌易步车上学（如图乙），以最大速度匀速行驶10min到达学校，行驶中易步车所受阻力为人和车总重的0.1倍，设该过程中电机始终以额定功率工作。（取g=10N/kg）。求：电池4AH锂电池电机额定功率500W最大速度18km/h单轮胎触地面积25cm2轮胎个数2车身自重20kg 乙甲（1）雯雯的家到学校的距离。（2）雯雯在水平路面上骑易步车时，车对地面的压强。（3）雯雯上学过程中，易步车电机的效率。（2017临沂）34.现代居家生活中，水族箱已成为室内装饰的一个亮点。某品牌水族箱（如图）的玻璃容器内盛有50L水，内置一根“220V 100W”的自动温