第3課時(shí)熱學(xué) 電熱綜合和電力綜合計(jì)算題 電熱綜合和電力綜合計(jì)算題是中考題的壓軸題 通常以某一物理事實(shí)為根據(jù) 以某一裝置為載體 含有多個(gè)對(duì)象 多種現(xiàn)象 多個(gè)過(guò)程 運(yùn)用多個(gè)概念 多個(gè)規(guī)律進(jìn)行分析計(jì)算的問(wèn)題 考查學(xué)生的綜合分析 應(yīng)用 計(jì)算的能力 熱學(xué)計(jì)算主要包括 1 燃料燃燒 固體燃料 液體燃料 氣體燃料 放出熱量燃料完全燃燒放熱計(jì)算公式 1 固體和液體燃料Q qm qV 4 電熱綜合和電力綜合計(jì)算題 此類(lèi)題目往往篇幅大信息多 其中有不少是無(wú)用的起干擾作用的信息 為了盡快明白題目中的有用信息 首先要清楚題目中要解決的問(wèn)題是什么 然后思考需要什么條件 應(yīng)用什么規(guī)律 或公式 和方法解決問(wèn)題 這樣帶著問(wèn)題去找有用信息 并且同時(shí)思考應(yīng)用的規(guī)律 或公式 和方法 解題效率可以大大提高 電熱綜合主要是電功及電功率與焦耳定律和熱傳遞過(guò)程中 吸放熱的綜合計(jì)算 電路中只有電熱器時(shí) Q W Pt 電力綜合主要是電功及電功率與機(jī)械功及功率的綜合計(jì) 算 電動(dòng)機(jī)問(wèn)題W機(jī)械 W電 效率水力發(fā)電問(wèn)題W電 W機(jī)械 效率 題型1 熱量的計(jì)算 例1 2014年宜昌 隨著人們生活水平的提高 越來(lái)越多的家庭采用 水地暖 進(jìn)行取暖 其原理是以溫度不高于60 的熱水為熱媒 在埋置于地面以下填充層中的管道內(nèi)循環(huán)流動(dòng) 加熱整個(gè)地板 通過(guò)地面以熱傳遞方式向室內(nèi)供熱的一種供暖方式 如圖3 16所示 1 某房間一段時(shí)間內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的水質(zhì)量為1000kg 進(jìn)水溫度為55 出水溫度為40 這段時(shí)間里水向外界放出多少熱量 水的比熱容為4 2 103J kg 2 水地暖 以水為媒介 是因?yàn)樗谋葻崛葺^大 請(qǐng)具 體說(shuō)明為什么要利用這一特性 圖3 16 思路點(diǎn)撥 1 知道水的質(zhì)量 水的比熱容和水的初溫和末溫 由熱量公式可以求出水釋放的熱量 2 根據(jù)熱量公式分析答題 解 1 水釋放的熱量Q cm t0 t 4 2 103J kg 1000kg 55 40 6 3 107J 2 由熱量公式Q cm t可知 由于水的比熱容c較大 在溫度變化量 t一定時(shí) 相等質(zhì)量的水釋放的熱量較多 題型2 電熱綜合計(jì)算 例2 2015年郴州 某品牌電熱水壺的銘牌內(nèi)容如下表 根據(jù)提供的信息計(jì)算 1 電熱水壺正常工作時(shí)的電阻和電流是多少 2 當(dāng)電熱水壺裝滿水時(shí) 將水從20 燒開(kāi)需要吸收多少熱量 c水 4 2 103J kg 1L 10 3m3 氣壓為一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 電熱水壺吸收的熱量忽略不計(jì) 3 若售貨員宣傳該電熱水壺?zé)_(kāi)一壺水僅需要5分鐘 可信嗎 請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由 思路點(diǎn)撥 1 根據(jù)額定電壓 額定功率求電阻及電流 利 用P U2 R 求電阻 再用歐姆定律I U R求電流 2 知道水的體積 熱水壺的容積 求水的質(zhì)量 水的比熱容 水的初溫和末溫 利用吸熱公式Q吸 cm t t0 求水吸收的熱量 要先求水的質(zhì)量 水壺?zé)_(kāi)一壺水需要的時(shí)間 解 1 根據(jù)P UI可得電熱水壺額定電流為 題型3 電力綜合計(jì)算 例3 2014年泰安 電動(dòng)汽車(chē)以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源 汽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí) 蓄電池為車(chē)上的電動(dòng)機(jī)供電 電動(dòng)機(jī)為汽車(chē)提供動(dòng)力 某輛電動(dòng)汽車(chē)的總質(zhì)量 含駕駛員 為2 5 103kg 汽車(chē)車(chē)身長(zhǎng)3 5m 當(dāng)它在水平路面以某一速度v勻速行駛時(shí) 電動(dòng)機(jī)工作電流為50A 工作電壓為400V 電動(dòng)機(jī)電功率轉(zhuǎn)換為汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率的效率為75 汽車(chē)所受阻力為汽車(chē)重力的0 03倍 g取10N kg 1 求電動(dòng)汽車(chē)勻速前進(jìn)的速度v是多大 2 若汽車(chē)以10m s的速度通過(guò)9 5m長(zhǎng)的橋梁 求汽車(chē)通過(guò)橋梁的時(shí)間 思路點(diǎn)撥 1 根據(jù)G mg求重力 再由0 03倍的關(guān)系算出阻力 根據(jù)二力的平衡可知牽引力大小 利用電功率P UI 機(jī)械功率P Fv 結(jié)合電動(dòng)機(jī)電功率轉(zhuǎn)換為汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率的效率為75 建立關(guān)系式Fv UI 從而求出速度 2 汽車(chē)過(guò)橋所經(jīng)過(guò)的路程應(yīng)該是橋的長(zhǎng)度加上車(chē)身的長(zhǎng) 2 汽車(chē)過(guò)橋所經(jīng)過(guò)的路程 s s車(chē) s橋 3 5m 9 5m 13m汽車(chē)通過(guò)橋梁的時(shí)間 題型4 力熱綜合計(jì)算 例4 2014年威海 我國(guó)自主研制的某型號(hào)新一代戰(zhàn)斗機(jī) 它具備超音速巡航 電磁隱身 超機(jī)動(dòng)性 超視距攻擊等優(yōu)異性能 該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為37t 最大飛行高度達(dá)20000m 最大航行速度達(dá)2 5倍聲速 合3060km h 最大載油量為10t 飛機(jī)航行時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見(jiàn)下表 已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40 飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5 107J kg 求 1 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒10t燃油獲得的能量是多少焦 2 當(dāng)飛機(jī)以400m s的速度巡航時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是 多少千瓦 3 若在飛機(jī)油箱中加滿燃油 并且以500m s的速度巡航 時(shí) 飛機(jī)的最大航程約是多少千米 思路點(diǎn)撥 1 利用Q有用 Q放 Q放 qm求出發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的能量 2 根據(jù)機(jī)械功率P Fv 牽引力等于飛機(jī)受到的阻力 即可求出輸出功率 3 根據(jù)飛機(jī)勻速巡航時(shí)受力平衡求出飛機(jī)的牽引力F 利用公式W Q有用 Q放 W Fs即可求路程s 題型5 太陽(yáng)能綜合計(jì)算 例5 2014年臨沂 人類(lèi)正積極開(kāi)發(fā)和利用太陽(yáng)能 如太陽(yáng)能熱水器 太陽(yáng)能電池等 江濤想知道家中太陽(yáng)能熱水器吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng) 做了如下探究 天氣晴朗時(shí) 江濤測(cè)得太陽(yáng)能熱水器1h內(nèi)使質(zhì)量為50kg的水從20 升高到30 問(wèn) 1 水吸收了多少熱量 c水 4 2 103J kg 2 若用加熱的方式使同質(zhì)量的水升高相同的溫度 則至少需要燃燒多少m3的液化氣 假設(shè)液化氣燃燒放出的熱量全部被水吸收 液化氣的熱值是5 0 107J m3 思路點(diǎn)撥 1 由熱量公式可以求出水吸收的熱量 2 由熱值公式可以求出液化氣的體積 解 1 水吸收的熱量Q吸 cm t t0 4 2 103J kg 50kg 30 20 2 1 106J 2 由Q吸 Q放 且Q qV可知需要燃燒的液化氣的體積