資源簡(jiǎn)介

第1節(jié) 電熱轉(zhuǎn)換效率類(lèi)綜合計(jì)算
真題精粹——河南6年真題精選及真題百變
考向1家用電器類(lèi)　(6年2考)
1.(2024·河南)小華家新買(mǎi)了一臺(tái)電暖器,部分參數(shù)如下表,通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕,可實(shí)現(xiàn)高溫?fù)酢⒌蜏負(fù)醯那袚Q。她結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了研究。
額定電壓 220 V
高溫?fù)豕β?2 000 W
低溫?fù)豕β?800 W
(1)如圖,電暖器的插頭是三腳插頭,插頭中較長(zhǎng)的腳與電暖器的金屬外殼相連。插入插座后,就將電暖器的金屬外殼與家庭電路的　　　　　　線相連,可防止漏電時(shí)對(duì)人造成傷害。電暖器工作時(shí)房間溫度升高,這是通過(guò)　　　　　　的方式增大空氣內(nèi)能的。
(2)小華家墻上的插座允許通過(guò)的最大電流為10 A,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此插座能否滿足該電暖器正常使用。
(3)若該電暖器一天正常工作6 h,其中高溫?fù)豕ぷ? h,低溫?fù)豕ぷ? h,則它一天耗電多少千瓦時(shí)
(4)小華與媽媽一起做飯時(shí),準(zhǔn)備同時(shí)使用電飯鍋和電磁爐。小華說(shuō):“應(yīng)先把電暖器關(guān)掉,否則容易使家庭電路的干路導(dǎo)線過(guò)熱引發(fā)火災(zāi)。”請(qǐng)運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行解釋。
2.(2022·河南)九一班開(kāi)展“節(jié)約一度電”主題活動(dòng)。請(qǐng)你和他們一起,完成以下活動(dòng)內(nèi)容。
(1)某型號(hào)洗衣機(jī)的洗滌功率為250 W,完成一次洗滌的時(shí)間為30 min,則1 kW·h電可供該洗衣機(jī)完成幾次洗滌
(2)若自來(lái)水的溫度為15 ℃,某電熱水器的電加熱效率為84%,1 kW·h電可使該電熱水器將多少千克的自來(lái)水加熱至45 ℃ [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)請(qǐng)寫(xiě)出一條節(jié)約用電的建議,并用所學(xué)的物理知識(shí)加以解釋。
3.(2020·河南)在家電博覽會(huì)上,小亮家買(mǎi)了一款標(biāo)有“220 V　3 000 W”的電熱水器。
(1)電熱水器中的電熱管工作時(shí)利用的是電流的　　　　　　效應(yīng)。智能化遙控器通過(guò)紅外線對(duì)熱水器進(jìn)行溫度控制,紅外線是　　　　　　(選填“可見(jiàn)”或“不可見(jiàn)”)光。
(2)大功率家用電器需要使用專(zhuān)用插座,插座的常用規(guī)格有10 A和16 A兩種,通過(guò)計(jì)算說(shuō)明該電熱水器應(yīng)選用哪種規(guī)格的插座。
(3)已知該電熱水器的加熱效率為90%,求它正常工作時(shí)把30 L水從20 ℃加熱到47 ℃需要的時(shí)間。[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
考向2交通工具類(lèi)　(2016.21)
4.(2016·河南)某款新型電動(dòng)汽車(chē)的性能參數(shù)如表所示,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
工作電壓 400 V
電動(dòng)機(jī)功率 40 kW
百公里耗電量 15 kW·h
(1)電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的核心部件,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為　　　　　　能,電動(dòng)機(jī)的工作原理是　　　　　　。
(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),通過(guò)線圈的電流是多少
(3)同類(lèi)型號(hào)的燃油汽車(chē)在同等條件下百公里消耗的汽油為10 L,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算比較兩種汽車(chē)的百公里能耗,并說(shuō)明能耗不同的主要原因。(汽油的密度ρ=0.7×103 kg/m3,汽油的熱值q=4.6×107 J/kg)
(4)汽車(chē)在某段公路上勻速行駛時(shí),進(jìn)入某超聲測(cè)速區(qū)域,如圖所示。當(dāng)該車(chē)運(yùn)動(dòng)到距測(cè)速儀370 m時(shí),測(cè)速儀向該車(chē)發(fā)出一超聲波信號(hào),2 s后收到從該車(chē)返回的信號(hào),超聲波在空氣中傳播速度為340 m/s,求該車(chē)的速度。
5.(節(jié)能環(huán)保)我國(guó)為了在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),大力發(fā)展新能源汽車(chē),現(xiàn)在新能源汽車(chē)已經(jīng)走進(jìn)普通家庭。圖是某品牌純電動(dòng)汽車(chē),汽車(chē)質(zhì)量為1 t,輪胎與地面總接觸面積為0.08 m2,已知該車(chē)百公里消耗電能為20 kW·h,其電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%,則:
(1)電動(dòng)汽車(chē)是指以車(chē)載電源為動(dòng)力,用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛,電動(dòng)機(jī)的工作原理是　　　　　　。
(2)該純電動(dòng)汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)是多少 (g取10 N/kg)
(3)該純電動(dòng)汽車(chē)行駛百公里牽引力做的功為多少
(4)該純電動(dòng)汽車(chē)百公里消耗的電能如果完全由燃燒汽油來(lái)獲得,相當(dāng)于完全燃燒汽油多少千克 (汽油的熱值為q=4×107 J/kg)
【參考答案】
真題精粹
1.(1)地　熱傳遞
解:(1)使用電暖器時(shí),電暖器的金屬外殼與家庭電路的地線相連,可防止漏電時(shí)對(duì)人造成傷害。電暖器工作時(shí)房間溫度升高,這是通過(guò)熱傳遞的方式增大空氣內(nèi)能的。
(2)該插座允許的最大負(fù)載:
P=UI=220 V×10 A=2 200 W
大于高溫?fù)醯淖畲蠊β?該插座可以正常使用。
(3)高溫?fù)跽９ぷ? h,消耗的電能:
W1=P1t1=2 kW×2 h=4 kW·h
低溫?fù)豕ぷ? h,消耗的電能:
W2=P2t2=0.8 kW×4 h=3.2 kW·h
一天工作6 h消耗的電能:
W=W1+W2=4 kW·h+3.2 kW·h=7.2 kW·h
(4)同時(shí)使用電飯鍋和電磁爐,總功率較大,根據(jù)I=可知,干路中的電流較大,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,干路中的導(dǎo)線發(fā)熱較大,導(dǎo)線過(guò)熱可能引發(fā)火災(zāi)。
2.解:(1)洗衣機(jī)完成一次洗滌所消耗的電能:
W=Pt=0.25 kW× h=0.125 kW·h
1 kW·h電可供該洗衣機(jī)完成洗滌的次數(shù):
n==8次
(2)消耗1 kW·h電水吸收的熱量:
Q吸=Wη=3.6×106 J×84%=3.024×106 J
由Q吸=cmΔt可知,水的質(zhì)量:
m===24 kg
(3)及時(shí)更換舊電器。舊電管、舊電熱水壺等舊用電器,用久之后電阻會(huì)變大,耗電量也隨之變大,所以及時(shí)更換這些舊電器可以達(dá)到省電的目的。
3.(1)熱　不可見(jiàn)
解:(1)電熱水器中的電熱管工作時(shí)利用的是電流的熱效應(yīng);智能化遙控器通過(guò)紅外線對(duì)熱水器進(jìn)行溫度控制,紅外線是不可見(jiàn)光。
(2)標(biāo)有“220 V　3 000 W”的電熱水器,表示電熱水器的額定電壓為220 V,額定功率為3 000 W,根據(jù)P=UI,電熱水器的額定電流:
I==≈13.64 A
故該電熱水器應(yīng)選用16 A規(guī)格的插座
(3)水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103 kg/m3×30×10-3 m3=30 kg
水從20 ℃加熱到47 ℃所需吸收熱量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(47 ℃-20 ℃)=3.402×106 J
由η==,可得加熱所需時(shí)間:
t===1 260 s
4.(1)機(jī)械　通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)
解:(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理工作的;
(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),由P=UI可得,通過(guò)線圈的電流:I===100 A
(3)燃油汽車(chē)行駛100 km消耗汽油的體積:
V=10 L=10 dm3=0.01 m3
由ρ=可得,燃油汽車(chē)行駛100 km消耗汽油的質(zhì)量:
m=ρV=0.7×103 kg/m3×0.01 m3=7 kg
汽油完全燃燒釋放的熱量:
Q放=mq=7 kg×4.6×107 J/kg=3.22×108 J
電動(dòng)汽車(chē)行駛100 km消耗的電能:
W=15 kW·h=15×3.6×106 J=5.4×107 J
內(nèi)燃機(jī)工作時(shí),是燃油燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,能源的利用率較低,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,能源利用率較高,所以,每百公里電動(dòng)汽車(chē)消耗的能源小于燃油汽車(chē)消耗的能源;
(4)因聲音傳播的距離加上汽車(chē)行駛的距離等于測(cè)速儀向該車(chē)發(fā)出超聲波信號(hào)時(shí)距離的2倍,所以由v=可得v車(chē)t+v聲t=370 m×2,即v車(chē)×2 s+340 m/s×2 s=2×370 m
解得:v車(chē)=30 m/s
5.(1)通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)
解:(1)通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)
(2)該純電動(dòng)汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)路面的壓力等于汽車(chē)自身的重力,則F=G=mg=1 t×10 N/kg=1 000 kg×10 N/kg=104 N;
該純電動(dòng)汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)是:
p===1.25×105 Pa
(3)行駛百公里消耗的電能:
W電=20 kW·h×3.6×106 J/(kW·h)=7.2×107 J
行駛百公里牽引力做的功:
W有用=ηW電=80%×7.2×107 J=5.76×107 J
(4)Q=W電=7.2×107 J,消耗的汽油質(zhì)量:
m'===1.8 kg

展開(kāi)更多......

收起↑