2019年中考科学总复习 专题六 能量转化综合计算（精讲）课件.ppt

专题六能量转化综合计算 1 光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用 小柯用它设计了一种 智能家居照明灯 电路 如图甲所示 电磁继电器线圈的电阻不计 1 正确连接电路后 如图情况时 一个人不小心接触到B点 他是否会触电 2 小柯的设计要求是 智能家居照明灯 在天暗时自动点亮 天亮时自动熄灭 那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而 不会 减小 3 保持光照强度不变 闭合开关S后 滑片P由a端向b端移动过程中 电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示 计算滑动变阻器的最大阻值是多少欧 电源电压U0不变 3 解 当滑片位于b端时 电路为光敏电阻的简单电路 电压表测电源的电压 由图可知电源的电压U 12V 当滑片位于a端时滑动变阻器与光敏电阻串联 电压表测光敏电阻两端的电压 电流表测电路中的电流 由图像可知 I 0 1A U光敏 2V 则电路中的总电阻R总 120 光敏电阻的阻值R光敏 20 滑动变阻器的最大阻值Rab R总 R光敏 120 20 100 2 有一种电能辅助式太阳能热水器 晴天时它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1 5m2 能将接收的太阳能的50 转化为水的内能 阴雨天时用电加热 电热管上标有 220V1000W 水的散热忽略不计 水的比热容c 4 2 103J kg 1 晴天时 假设每平方米的真空镀膜管1h内得到4 2 106J的太阳能 如果每天接收太阳能的时间以10h计算 可以将100kg 初温为15 的水加热到多少摄氏度 解 1 水所吸收的热量 Q吸 4 2 106J m2 h 1 5m2 10h 50 3 15 107J 由Q cm t t0 可得水能加热到的温度 t 90 2 阴雨天时需用电加热 如果所消耗的电能全部转化为水的内能 热水器在额定电压下工作时 将上述同样质量 初温的水加热到45 需多长时间 2 所消耗的电能全部转化为水的内能 W Q吸 cm t t0 4 2 103J kg 100kg 45 15 1 26 107J 由可得用电能所需要的时间 3 2018 通辽 图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图 下表为其部分技术参数 R1 R2为发热电阻 不考虑温度对电阻的影响 且R2 3R1 S为旋转型开关 1 2 3 4为触点 通过旋转开关S可实现 关 低挡 高挡 之间的切换 低挡为小功率加热 高挡为大功率加热 1 求加湿器处于低挡位置时的发热功率 解 1 由图1知 开关S接 1 2触点 时 电路断路 为关 接 2 3触点 时两电阻串联 接 3 4触点 时只有R1接入电路 电源电压一定 由可知 接 2 3触点 时电阻最大 总功率最小 为低挡 接 3 4触点 时电阻最小 总功率最大 为高挡 由表格数据知 高挡功率 P高 400W 由可得R1的阻值 R1 121 由题知 R2 3R1 则低挡的发热功率 P低 100W 2 某次使用加湿器工作时 加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量 如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图像 请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能 如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收 可以使注水仓中冷水的温度升高多少 计算结果保留整数 水的比热容为4 2 103J kg 2 由图2知 工作30min时 其中高挡工作时间为10min 低挡工作时间为20min 则在高挡正常工作时消耗的电能 W高 P高t高 400W 10 60s 2 4 105J 如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收 即Q W 2 4 105J 由Q cm t可得 水升高的温度 t 3 一天 芳芳断开家中其他所有用电器 只接通加湿器在低挡加热 发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈 求此时电阻R2的实际加热功率是多少 3 4000r kW h 的意义为 每消耗1kW h的电能 电能表的转盘就转过4000r 则电能表的转盘转过27r时 加湿器在5分钟消耗的电能 W 0 00675kW h 加湿器在低挡加热的实际功率 81W 加湿器在低挡加热 此时两电阻串联 则R总 R1 R2 R1 3R1 4R1 4 121 484 由P I2R可得 此时电路的实际电流 R2的阻值 R2 3R1 3 121 363 此时电阻R2的实际加热功率 4 某电动公交车的部分数据如表所示 当该公交车电池储存的能量降低到充满电时的10 以下时 就需要再次充电 求 1 该公交车完成一次充电续驶里程 某一速度匀速行驶 180km中 若消耗的电能都用于水平行驶做功 则该车行驶时受到的阻力多大 解 1 由表格中数据知 电池充电一次的电能Q UIt 电动公交车匀速行驶 阻力与牵引力平衡 即f F 牵引力做功W Fs fs 公交车电池储存的能量降低到充满电时的10 以下时 就需要再次充电 所以90 W Q 即 UIt 90 Fs fs 即 400V 250A 3600s 0 9 f 180 1000m f 1800N 2 公交车站充电桩给公交车充电的功率为4 104W 则若该公交车进站时还剩20 的电能 此时进行充电 充满一次电要多长时间 2 公交车进站时还剩20 的电能 此时进行充电 由W Pt和Q UIt可得 P充t充 UIt 80 4 104W t充 400V 250A 1h 0 8 即 t充 2h 3 该公交车的运行线路没有明显的上下坡 运行1趟 从始发站到终点站 全程20km 经测算 公交车以某一速度匀速行驶运行1趟 因停车需损失4 106J的电能 则该车充满一次电最多能跑几趟该公交线路 3 行驶1趟公交车耗能 W Fs W损 fs W损 1800N 2 104m 4 106J 4 0 107J 充满一次电最多能跑趟数 4 实际情况下 该公交车在其运行线路上连续可行驶路程比第 3 问的计算结果更大还是更小 4 实际情况下 该公交车在其运行线路上连续可行驶路程比第 3 问的计算结果更小 因为电池提供电能还有能量的损耗 不可能全部用来做功