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1、能量转化效率专题张建法(河北魏县第四中学056800)纵观各个省市的中考试题，发现最近今年对学生综合能力考查的题很多，特别是能量转化效率的问题，经常会在压轴题中出现。其实，初中阶段能量转化主要考查以下三方面：(一)把电学和热学联系起来，考查电热能量转化效率及其它相关问题。解题方法指导：实际上，做这类问题，关键是弄清各种类型的效率与题目所给条件的关系，那问题就迎刃而解了。我们知道机械效率的计算公式是与此类似，我们也可以归纳总结电能转化为热能的效率.W总即加热效率n=—,Q吸为液体吸收的热量，0吸二伽(tf),w电为消耗的电
2、能，w电二p电t,W电主要应用于各种类型的电加热器。当然也有可能知道转化的效率，求解电学和热学屮的其它物理量，下面我们举例说明。1.(2011哈尔滨53).某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作.【c水=4.2Xl(Tj/(kg・°C)】(1)电水壶装满初温为20°C的水时，在额定电压下将水烧开用了7min.求：①水吸收的热暈是多少？②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？额定电压:220V额定功率：2000W容量:2kg(图1)解析：很明显水吸收的热量Q吸=c/n(t-to)=4.2X103J/(kg・
3、°C)X2KgX(100°C-20°C)=6.72X105J而消耗的电能P电t=2000WX7X60s二&4X10订,所以根据公式n2.(2011铜仁)如下表及图所示，是某电热饮水机说吋书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S。控制)。求正常工作时，该电热器加热的效率为90%,将满热水箱的水从20°C加热到95°C需要多长时间？(C水二4.2X10'j/kg・°C)热水箱容量IL加热时功率500W额定电压22OV保温时功崇50W解析：此题知道电热转化效率，而求加热时间，很容易从上
4、面公式得到加热R?时间：由于乞二鱼，所以t二Q吸/(P电心很明显水吸收的热量Q吸二伽(Io)=4.2XlO'j/(kg・°C)XI%KgX(95°C-20QC)=3.15X105J,而电热器的加热效率P电=500W,转化效率n-90%,所以加热所需时间t=3-15X105J/(500WX0.9)=900s.(二)把热学和力学联系起來，考查热机的效率以及其它相关的问题。解题指导：热机的效率n=—，F为热机提供的牵引力，S为物体移动的距离,mqQ放为热机工作时候，燃料完全燃烧放出的热量，m消耗燃料的质量，q为燃料的热值，主要
5、应用于各种图16解析:此题我们就可以利用上述公式，很明显汽车沿直线匀速行驶25km,消耗汽油2L,所以Q放=qm=3.2X107J/LX2L=6.4X10?J,根据口所以W有二T]XQ放=31.25%X6.4X107J=X2L=X2L=6.4X107J,而汽车行驶的时间2.5x10°加25m/s=1000s,所以W_2xl07J~t1000s=2X104W类型的热机。1.（河北2010年37）某小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100k【『'，是指这辆汽车以90km/h的速度行驶100km,消耗汽油8Lo该汽车在
6、经济耗油量下沿直线匀速行驶25km,汽车的效率为31.25%。求：汽车消耗多少升汽油及汽车的功率。（汽油热值3.2X10*J/L）2.（湛江2011年22）2010年12月30H通车的湛徐高速，沿直线匀速行驶25kin,使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小吋，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小吋生活圈”.今年“五・一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.8X103kg,车轮与地面的总接触面枳为0.09m2,当汽车以90km/h的
7、速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N,效率为30%,汽油的热值为4.6X107J/kgUg设汽油完全燃烧，g取10N/kg）.求：（1）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率.（2）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km,牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg?解析：由于汽车所受牵引力为1000N,行驶速度为90km/h=25m/s,所以牵引力的功率P二A^IOOONX25m/s=2.5X104W；而牵引力做的功^=^1000NX2.5X10m=2.5X108J
8、,所以Q放=W/q=qm,所以=1&121eW_ZSxloTjW=30Xx4.6xl0*J/jte（三）•其它能量的转化效率:解题指导：我们知道机械效率的计算公式是八=—丄，与此类似，我们也可以归纳总结其它的效率，例如%光能转化为内能的效率。！]=鱼1（2011扬州）.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表
