能量转化效率类 (3)

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能量转化效率类专题1、标有“220V1000W”的电水壶内装有2kg的水，正常工作10分钟使水的温度升高了50℃，吸收的热量4.2×105J，此过程中电水壶的能量转化效率70%2、小华家买了一台标有“220V1500W”的电热水器，最大容量1.5L，（1）电热水器工作过程中将------能转化为------能。（2）若装满水后用它将初温为20℃的水加热到沸腾，水吸收了多少热量？5.04×105J，（3）若该电热水器正常工作，热效率为80%，完成上问中的加热需要多长时间？420秒3、电磁炉“220V1000W”，用电磁炉加热一壶2kg初温30℃的水5分钟水温升高到50℃，电能表表盘转了150r（电能表2000r/kw.h）,求（1）水吸收的热量1.68×105J（2）电磁炉的实际功率？0.9kw（3）电磁炉烧水的效率？62%4、某山区有一小型水电站，每分钟有60m3的水从50m高处落下冲击水轮机，问（1）水从搞出落下时重力每分钟做多少功？3×107J，（2）若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率多少？3.5×105W.(3)若输电电压为10000V，求输电电流是多少？35A若输电线的总电阻为0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量是多少？36750J5、用柴油机带动抽水机将10米深的水抽到地面上来，整套抽水设备的效率为10%，柴油热值q=4.3×107J/kg,抽水机将质量为20t的水抽到地面所做的有用功是多少？消耗多少千克柴油？0.47kg6、小周家买了一台容积为100L的太阳能热水器，他早晨把热水器加满水，温度传感器显示温度为18℃.下午放学显示为78℃，则热水器中的水吸收了多少热量？2.52X107J.相当于节约了多少度电？7度（3）该热水器的说明书中介绍，它可以把90%的太阳能转化为内能，真有这么高的效率吗？小周查阅资料知道，他所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P,小周还需要测量那些物理量并运用本题计算出的Q，就可估测出这台热水器的光热转化效率？写出表达式，η=Q/PtS×100%7、豆浆机电动机额定功率180W，电热器额定功率850W,额定电压220V,(1)打浆时通过电动机的电流是多少？0.82A（2）把80克大豆和1500克水放入豆浆机中，测得初温20℃，在额定电压下工作，电热器总加热时间为12分钟豆浆沸腾，设豆浆的比热容约等于水，问豆浆吸收了多少热量？5.31×105J电热器的加热效率是多少？87%8、夏收季节，大量农作物秸秆被随意焚烧造成资源浪费环境污染，现已研制出利用秸秆制造的燃料秆浆煤，若燃烧秆浆煤（热值2.4×107J/kg）使60kg20℃的水温度升高到80℃，求（1）水吸收的热量？（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有40%被水吸收，需要完全燃烧多少秆浆煤？9、泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10-3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg,求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）已知热机效率η=（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为在这段时间内消耗的燃油完全燃烧产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？10、电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点倍受大家喜爱，下表是某型号电动自行车的相关数据。若骑车人的质量是60kg，在10min内连续行驶3km，根据相关信息求：在行驶过程中，车对地面的压强是多大。（g取10N/kg）（1）该电动自行车在10min内克服阻力所做的功。（2）电动机在10min内所做的功。质量m/kg40行驶过程中轮胎与地面接触的总面积S/m28×10-3电能转化为机械能的效率η75%工作电压U/V32速度v/(m·s-1)≤10骑车人质量为60kg时的平均阻力F/N2011.第41届世博会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行，世博会的主题是“城市，让生活更美好”。在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备。假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压360V，额定功率38kW，线圈电阻0.4Ω。在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20米。求：（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能。7.6×105J（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量。8×104J(3)在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80％，则被吊重物为多少t？2.72t12 、武汉等地生产的混合动力汽车将服务于北京奥运会。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全速加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。（1）根据以上描述，请你说出一种混合动力汽车不同与普通汽车的优点。电压/V300功率/W30容量/Ah100质量/kg320（2）右表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池的部分参数（其中容量则为电荷量），试求该蓄电池组最多可储存多少电能。（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机耗油4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。试计算该汽车内燃机的效率。（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）速度vkm/h20阻力f/N50050200058300013、1吨垃圾可以产生300Kg标准煤的能量，用于发电可产生280度电能。则垃圾发电的效率？q煤=3×107J/kg。11.2%14、某柴油机的功率735W，每小时消耗柴油0.2Kg，求此柴油机的效率。q=3.3×107J/kg40%15、重9000N的直升飞机，在50s内由地面匀速升高到1000m的高空，共消耗汽油500g，求该直升机的效率？q汽油=4.6×107J/kg。39%16、小明在家，用标有“220V1000W”的电热水壶烧水。在20min内将2Kg的水从20℃烧开，假如在烧水过程中有电能产生热量的80%被水吸收，则电热水壶的实际功率多大?700W17、太阳能热水器水箱储水50Kg，水的初温18℃，若洗浴时所需温度38℃，试计算（1）水烧到38℃需要吸收的热量。（2）假设煤炭燃烧时产生的热量只有40%被水吸收。若用煤炭加热水，需完全燃烧多少煤炭？q煤=3×107J/kg。4.2×106J0.35Kg18、我国每年消耗数千万桶原油用于制造塑料袋。已知原油的热值q油=4.4×107J/kg，完全燃烧2kg原油能释放8.8×107J的热量？这些热量只有42%被水吸收，则可以使常温下440kg的水温度上升20℃。19、太阳能热水器广受人们青睐。资料表明，晴天地面附近垂直于阳光的表面接收到的太阳能量平均为1.0×103J/（m2s）,即在1s内每平方米的面积上接收到的太阳能是1.0×103J。已知太阳能的40%被水吸收了，集热器接受阳光垂直照射的有效面积为2m2.现向贮水箱中注入100kg、20℃的水，于晴天暴晒在8h,贮水箱中水的温度可升高到多少摄氏度？（74.9摄氏度）20、太阳能电池的光电转化效率是20%，这就是说吸收200J的太阳能转化为电能的只有40J，它反映了设备性能的优劣。21、2007年广州花巨资引进挪威一家公司的垃圾发电技术，日处理垃圾能力达2000吨，平均焚烧1吨垃圾相当于燃烧0.5吨无烟煤（无烟煤热值3×107J/kg）如果该电厂日输出电能为1.5×106kw.h，则该发电设备在发电的全程中的能量转化效率。18%22、某中学为学生供应开水，锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了10kg的无烟煤，水的比热容是4.2×103J/kg℃，无烟煤热值3.4×107J/kg,求（1）锅炉内的水吸收的热量？（2）无烟煤完全燃烧放出的热量？（3）此锅炉的效率？23、一台单缸4冲程柴油机飞轮转速为3000转/分，该柴油机1s对外做功多少次？若其效率为45%，消耗10kg的柴油转化成的机械能是多少？q柴油=4.3×107J/kg。24、完全燃烧42焦炭所放出的热量若有60%被2kg、20℃的水吸收，则水温可升高到多少？25、抽水蓄能电站是为合理用电，提高电力的经济效益而设计的．它的工作原理是深夜将过剩的电能通过水泵把下水库的水抽到高处的上水库内，白天则通过闸门放水发电，以补充电能不足．若某抽水蓄能电站其上水库可蓄水900万米3．发电厂房发电机组与上水库中心位置平均高度差约600米，假设晚上上水库满库容蓄水，白天将水全部放完用于发电，每天可发电9.0×106千瓦时，则此水电站的发电效率?60%26、一台水泵每秒钟内可把76.5kg水扬高10m，带动水泵的电动机的输入功率为12kW，电动机的效率是85%，g=10N/kg，则水泵的效率是75%27、太阳能是21世纪重点发展的能源之一．太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．如图所示的是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m2，太阳光照射到电池板每1m2面积上辐射功率为P0=1KW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？（2）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？15%6m/s28、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4.2×103J/（kg•℃））消耗的电能是3.5×105J，电磁炉的热效率是90%．29、某校自制一个太阳能热水器，它的反射面的有效面积是2.5m2，太阳光对此镜面辐射的能量平均每小时为2.5×106J/m2，如果整个装置的效率是52%，那么这个热水器每小时可把多少千克15℃的水加热到60℃？17.2kg30、如图所示是一种太阳能照明灯，太阳能电池板供一只“12V9W”的电子节能灯工作．若太阳能电池板接收太阳能有效面积为0.3m2，平均1h内得到的太阳辐射能约为4×105J，太阳光照一天（不考虑天气影响，以8h计算），恰好可供电子节能灯正常工作10h．求太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？10%31、有一台电动机额定电压为380V，正常工作时通过的电流是5A，输出的功率是1.5kW，问：（1）该电动机的效率是多少？（2）试分析该电动机能量的转化．78.9%32、水在热电厂的锅炉中变为水蒸气，通过涡轮机带支发电机发电，用过的水蒸气在液化器中凝结成水，再到锅炉，循环使用．液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温，如图所示．水的比热为4.2×103J/（kg•℃），求：（1）夏天，来自冷却塔的水温为16℃，而回到冷却塔的水温为30℃．若冷却塔和液化器间水的流量为15×103kg/s，试求蒸气的能量转化为电能的功率．8.82×108W；（2）如果发电机的发电功率是5.6×105kW，发电机把机械能转化为电能的效率为80%，不计水蒸气通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦，试求水蒸气的能量转化为电能的效率．35.4%33、太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保和节能等优点．图所示为一种太阳能热水器，该热水器的集热器的有效采光面积为3m3，能在8h内将225L水的温度升高40℃．设热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能1.4×1O3J，即P0=1.4×1O3J/（kg•℃）．该太阳能热水器的效率是多大？（结果保留两位有效数字）[水的比热容c=4.2×1O3J/（kg•℃）]．31%34、太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的新型交通工具．某太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的有效面积为8m2，太阳光照射到电池板每平方面积上的辐射功率为P0=1kW，在晴朗的日子，电池对着太阳时产生的电压U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流．（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？15%（2）如果这辆车的电动机将电能转化为机械能的效率为75%，则汽车的机械功率为多少？当它在水平路匀速行驶时，受到的牵引力是150N，则其行驶速度是多少？汽车的机械功率为900W，汽车的行驶速度为6m/s．（3）如果汽车的机械能换用汽油提供，则汽车每小时要消耗多少kg的汽油？设汽油完全燃烧放出热量的50%转化为汽车的机械能，汽油的热值为q=4.6×107J/kg．0.14kg35、白炽灯将电能转化为光能的效率如图所示，则它的发光效率为10%，而荧光灯的发光效率为25%，那么一盏功率为100W的白炽灯的亮度相当于功率为40W的荧光灯的亮度．36、一个额定功率为40W的白炽灯正常工作时，每秒产生的光能约为5J．那么，其他电能主要转化成了内能，这个白炽灯正常工作时的发光效率是12.5%．37、小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机，设电池的电压为6V恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，则电动机线圈电阻为3Ω，电动机的功率为12W；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为06A，则该玩具电动机正常转动时1min产生的热量为64.8J，将电能转化为机械能的效率为70%。38某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧6kg的无烟煤，水的比热为4.2×103J/（kg•℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg，试求：（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？（2）此锅炉的效率是多少？39．电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势．成为家庭常用的交通工具．如图所示的这辆电动车自身重量为600N，两个车轮与地面的总接触面积为200cm2 ，车胎能承受的最大压强为2×105Pa。　　(1)该车的最大载重量是多大?3.4×103N(2)该车每次充电能储存电能3×106J，电能转化为机械能的效率为80％．若车以某一速度匀速行驶，受到的阻力是40N，求该车充一次电后，最多能跑多远?60000m40、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36V5A55kg20km/h20kg（1）这种电动车以最大速度行驶时阻力为车重的0.04倍．现在某人满载时以最大车速行驶1h，克服摩擦力做得功是多少？6×105J．（2）1h内此车所消耗的电能是多少？6.48×105J．（3）此电动车的效率是多少？92.6%．（4）如果用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？（汽油热值：4.6×107J/kg）33g．　41．前些日子，小亮的妈妈买了一个"天际"牌自动电热水壶送给爷爷，其铭牌如右表。小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水至800ml刻度，然后把壶放在加热座上，拨开开关，5min后水烧开，水壶自动断电．已知水的初温为20℃。自动电热水壶　电源220V 　额定功率1100W　容量800ml　　(1)这壶水吸收的热量为多少?2.7×105J　　(2)烧水时家中电压为220V，求电热水壶的热效率．81.8%　　(3)在用电高峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为多大?891w42、一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：(1)运动的时间;5000s(2)发动机所做的功;1×108J(3)消耗汽油的质量.8.7Kg43、太阳能热水器是利用太阳能来加热水的一种装置，小新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面10m高的屋顶上．现需要将初温为10℃的100kg的水，加热到60℃，则：集热面积（m2）1.41容量（L）100额定功率（W）1500最高温度（℃）70±5（1）把这些水从地面输送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？1×104J（2）这些水要从太阳那里吸收多少热量？2.1×107J（3）用热水器中的电辅助设备加热，不计热损失，加热这些水需多长时间？1.4×104s．[g=10N/kg，c水=4.2×103J/（kg•℃）]．44、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：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•min-118523351754×10108.5×105根据上述数据计算：（1）蓄满水时大坝底部受到水的压强多大？1.72×106pa（2）每小时水流对水轮机所做的最大功为多大？8.76×1013J；（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多大？9.72×109W．45、如图所示是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7kW．在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供12A的电流，请你求出：（1）在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？（2）太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率是多大？（3）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180N，则在1min钟内这辆车行驶了多少米46、有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示．控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成．其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示．（1）求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量．6.6×105J．（2）如果恒温箱的温度设定为50℃，求电阻箱R0应接入电路的阻．50Ω（3）若要提高恒温箱的设定温度，电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小？简要说明理由．：（3）为了让衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需60mA，R0的阻值必须调大47、在如图甲的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为“0～0.6A”，电压表的规格为“0～15V”，灯泡上标有“6V6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图乙所示，求：（1）灯泡正常发光时的电流．（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数．（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接人电路中的最小阻值及此时电路消耗的总功率．