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第3課時熱學 電熱綜合和電力綜合計算題 電熱綜合和電力綜合計算題是中考題的壓軸題 通常以某一物理事實為根據(jù) 以某一裝置為載體 含有多個對象 多種現(xiàn)象 多個過程 運用多個概念 多個規(guī)律進行分析計算的問題 考查學生的綜合分析 應用 計算的能力 熱學計算主要包括 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算題 此類題目往往篇幅大信息多 其中有不少是無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題是什么 然后思考需要什么條件 應用什么規(guī)律 或公式 和方法解決問題 這樣帶著問題去找有用信息 并且同時思考應用的規(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程中 吸放熱的綜合計算 電路中只有電熱器時 Q W Pt 電力綜合主要是電功及電功率與機械功及功率的綜合計 算 電動機問題W機械 W電 效率水力發(fā)電問題W電 W機械 效率 題型1 熱量的計算 例1 2014年宜昌 隨著人們生活水平的提高 越來越多的家庭采用 水地暖 進行取暖 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 加熱整個地板 通過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 某房間一段時間內(nèi)循環(huán)流動的水質(zhì)量為1000kg 進水溫度為55 出水溫度為40 這段時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 是因為水的比熱容較大 請具 體說明為什么要利用這一特性 圖3 16 思路點撥 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 相等質(zhì)量的水釋放的熱量較多 題型2 電熱綜合計算 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)提供的信息計算 1 電熱水壺正常工作時的電阻和電流是多少 2 當電熱水壺裝滿水時 將水從20 燒開需要吸收多少熱量 c水 4 2 103J kg 1L 10 3m3 氣壓為一標準大氣壓 電熱水壺吸收的熱量忽略不計 3 若售貨員宣傳該電熱水壺燒開一壺水僅需要5分鐘 可信嗎 請通過計算說明理由 思路點撥 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 水壺燒開一壺水需要的時間 解 1 根據(jù)P UI可得電熱水壺額定電流為 題型3 電力綜合計算 例3 2014年泰安 電動汽車以蓄電池為驅(qū)動能源 汽車運動時 蓄電池為車上的電動機供電 電動機為汽車提供動力 某輛電動汽車的總質(zhì)量 含駕駛員 為2 5 103kg 汽車車身長3 5m 當它在水平路面以某一速度v勻速行駛時 電動機工作電流為50A 工作電壓為400V 電動機電功率轉(zhuǎn)換為汽車前進的機械功率的效率為75 汽車所受阻力為汽車重力的0 03倍 g取10N kg 1 求電動汽車勻速前進的速度v是多大 2 若汽車以10m s的速度通過9 5m長的橋梁 求汽車通過橋梁的時間 思路點撥 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 機械功率P Fv 結(jié)合電動機電功率轉(zhuǎn)換為汽車前進的機械功率的效率為75 建立關(guān)系式Fv UI 從而求出速度 2 汽車過橋所經(jīng)過的路程應該是橋的長度加上車身的長 2 汽車過橋所經(jīng)過的路程 s s車 s橋 3 5m 9 5m 13m汽車通過橋梁的時間 題型4 力熱綜合計算 例4 2014年威海 我國自主研制的某型號新一代戰(zhàn)斗機 它具備超音速巡航 電磁隱身 超機動性 超視距攻擊等優(yōu)異性能 該飛機最大起飛質(zhì)量為37t 最大飛行高度達20000m 最大航行速度達2 5倍聲速 合3060km h 最大載油量為10t 飛機航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表 已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40 飛機使用的航空燃油的熱值為5 107J kg 求 1 飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的能量是多少焦 2 當飛機以400m s的速度巡航時 發(fā)動機的輸出功率是 多少千瓦 3 若在飛機油箱中加滿燃油 并且以500m s的速度巡航 時 飛機的最大航程約是多少千米 思路點撥 1 利用Q有用 Q放 Q放 qm求出發(fā)動機獲得的能量 2 根據(jù)機械功率P Fv 牽引力等于飛機受到的阻力 即可求出輸出功率 3 根據(jù)飛機勻速巡航時受力平衡求出飛機的牽引力F 利用公式W Q有用 Q放 W Fs即可求路程s 題型5 太陽能綜合計算 例5 2014年臨沂 人類正積極開發(fā)和利用太陽能 如太陽能熱水器 太陽能電池等 江濤想知道家中太陽能熱水器吸收太陽能的本領(lǐng) 做了如下探究 天氣晴朗時 江濤測得太陽能熱水器1h內(nèi)使質(zhì)量為50kg的水從20 升高到30 問 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