2021年人教版物理中考专题训练 能量转换效率类综合计算

能量转换效率类综合计算

电能相关计算

1.(1)某家用电热水壶的额定加热功率为1000W,某次正常工作10min,将水

从20℃烧开，电热水壶消耗的电能为J.

(2)小明想测量家中电冰箱工作一天的能耗与铭牌上的是否一致，只让家中的电

冰箱工作1小时，观察到标有“3000imp/(kW-h)”的电能表指示灯闪烁了90次，

则电冰箱这段时间内消耗的电能为J，据此估算出电冰箱正常工作一天

(24h)的能耗是kWh.

⑶某电动汽车沿一段平直道路以60km/h的速度匀速行驶10km,期间电动机

的输出功率为50kW,则汽车运动过程中电动机消耗的电能是J.

(4)某水电站有4个发电机组，每个发电机组的装机容量(即发电机组正常工作时

的发电功率)为lxl()6kw,该水电站一天(按20小时计算)最多能发电k

W-h.

有用功、总功的判断

2.(1)电热水壶正常工作时主要将能转化为能，有用功为一

，总功为.

(2)电冰箱正常工作时主要将能转化为能，消耗的电能是

一功.

(3)电动汽车正常行驶时主要将能转化为能，消耗的电能是一

_____功.

(4)水从高处落下时使水轮机转动，带动发电机发电，主要将机械能转化为

—能，产生的电能是功.

效率相关计算

3.(1)小明利用额定加热功率为2000W的电磁炉进行烧水，用时10min将3

kg的水由20℃烧开.水吸收的热量为J,消耗的电能是J,电

磁炉烧水的效率是.[大气压为一标准大气压，c,k=4.2xl()3j/(kgJC)]

⑵某发电厂利用燃煤发电，发电效率为30%,某段时间消耗了120t煤，这些煤

完全燃烧放出的热量是_______J，可以发出_______kW-h的电能.(q煤=3x10

7J/kg)

(3)某电动汽车沿水平路面匀速行驶10km,消耗了3kW.h的电能.已知汽车匀

速行驶时受到的阻力为1000N,则电动汽车行驶10km做的有用功为J,

效率是(百分号前保留一位小数).

专题训练

1.(2020河南21题8分)在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220V3000

W”的电热水器.

(1)电热水器中的电热管工作时利用的是电流的效应.智能化遥控器通

过红外线对热水器进行温度设置，红外线是(选填“可见”或“不可见”)光.

(2)大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有“10A”和“16A”两种,

通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座.

(3)已知该电热水器的加热效率为90%,求它正常工作时把30L水从20℃加热

到47℃需要的时间.口水=1.0x103kg/m3,c水=4.2xl()3j/(kg」C)]

2.在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算.

额定容量

额定电压220V

额定功率

50Hz

(1)如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶

的金属外壳，插入三孔插座后可将其与相连，防止漏电时对人造成伤

害.壶底的加热盘烧水时是通过_______的方式改变了水的内能.

(2)电热水壶的铭牌如表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？(结果保

留一位小数)

(3)为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水,

在额定电压下将其加热到沸腾，用时7min.已知烧水时气压为1个标准大气压，

p木=1.0xl()3kg/m3,c水=4.2xl()3j/(kg.℃),则该电热水壶的加热效率为多少？

3.小明家新买了一台如图甲所示的冷暖两用空调扇，其兼具送风、制冷、加湿等

多功能于一身，其简化电路如图乙所示，其中R为电热丝，⑭为电动机.试问：

号

第3题图

（1）夏天使用空调扇制冷时，开关Si闭合，S2应_____（选填“闭合”或“断开”）；冬

天使用空调扇吹暖风时，电热丝产生的热量被空气吸收，通过_______的方式改

变室内空气的内能.

⑵某次只打开空调扇的吹风功能，正常工作1h消耗的电能为0.055kWh,此

时通过电动机的电流是多少？

（3）冬天时，某次小明进行了试验：关闭家里其他用电器，让空调扇送暖风，观

察到家里如图丙所示的电能表的表盘在6min内转动了40转.电阻R的阻值为

多大？（计算结果保留2位小数）

⑷若不计热量损失，试验过程中可以将室内质量为50kg的空气温度提高多少

摄氏度？［空气的比热容为LOX©J/（kg"）］

4.（2020随州改编）如图是一个饮水机的工作原理图，其中Ri和&是阻值不变的

发热电阻，下表是它的部分参数.［水的比热容为4.2x103j/（kg"）］.求：

A&

-------1------K

220V

S,

第4题图

额定电压220V

2000

额定加热功率

W

额定保温功率88W

⑴饮水机是利用电流的效应来加热水的，当开关Si、S2均闭合时，饮

水机处于(选填“加热”或“保温”)状态.

(2)1kg的水温度从20℃升高到80℃吸收的热量；

(3)&的阻值；

(4)饮水机正常工作时，加热效率为84%,则将1kg的水从20c加热到80℃

需用多长时间.

5.南阳市南召县回龙抽水蓄能电站，是我省第一座抽水蓄能电站.在深夜用电低

谷，它用电网过剩的电能把山下水库的水抽到山顶水库内，白天用电高峰时放水

发电，补充电网电能不足，为缓解我省电网的调峰压力做出了贡献.

(1)蓄能电站放水发电时，能转化为能.

⑵该蓄能电站的发电总功率为110MW,采用220kV高压进行输电，求高压

输电线中的电流.

(3)该蓄能电站每天发电5小时，如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热

电厂来提供，需要消耗多少煤？(煤的热值(7=3.0x107j/kg)

6.利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电.安阳市启动了“光伏工程”示

范项目，在某中学的教学楼楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统.

(1)光伏发电系统发电时，能转化为能.

(2)一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时？

(3)该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,

需要燃烧多少千克煤？(煤的热值q烦=3.0x107j/kg)

(4)请写出一条光伏发电的优点.

7.(2020郑州一模)十九大报告指出：“建设生态文明是中华民族永续发展的千年

大计”.2019年郑州市中心城区日产垃圾已上升到8500吨.近日，《郑州市城市

生活垃圾分类管理办法》开始实施，郑州市正式进入生活垃圾强制分类时代.焚

烧发电是目前世界上普遍采用的最安全、最有效的生活垃圾处理技术.垃圾分类

后再焚烧，其热值可提升30%至40%,二嗯英(致癌物质)排放量可降低80%.如

图所示是位于中牟的中国中部最大垃圾焚烧发电站，日处理生活垃圾4200吨,

发电站配备3台功率均为3x104kW的发电机组，平均每天工作15小时.求：

(1)垃圾分类的益处是.(写出一条即可)

(2)如果将发电站日处理的4200吨垃圾完全燃烧产生热量的75%用来加热水，

能使多少千克20°C的水升高45°C?[设垃圾的平均热值为6xl()6j/kg,水的比

热容为c=4.2xl()3J/(kg-℃)]

(3)若三台发电机组同时工作，发电站每天可发电多少度？

(4)该发电站垃圾焚烧发电效率为多少？(结果保留整数)

第7题图

8.(2019河南20题9分)我国从今年4月15日起,正式实施电动自行车新国标.李

强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50kg,最高速度为25km/h.

g取10N/kg.试问：

(1)当蓄电池充电时，电能转化为能；行驶时，电动机提供动力，其工

作原理是.

(2)当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W,充满电需要5h,不计能

量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？

(3)蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70kg

的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重的京,

则车最多能行驶多少小时？

(4)新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防

止车的较大，以减小行车危险.

9.某款新型电动汽车的性能参数如表所示，请回答下列问题.

工作电压400V

电动机功率40kW

百公里耗电量15kWh

(1)电动机是电动汽车的核心部件，电动机正常工作时，电能转化为

能，电动机的工作原理是_______________________________________________

(2)电动机正常工作时，通过线圈的电流是多大？

(3)同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10L,请通过计算比较

两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因.汽油的密度〃=0.7xl()3

kg/m3,热值q=4.6xl()7j/kg.

(4)汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示.当该车运

动到距测速仪370m时，测速仪向该车发出一超声信号，2s后收到从车返回的

信号.超声波在空气中传播速度为340m/s，求该车的速度.

第9题图

10.为防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情，河南省郑州市紧急建成一座被称为河

南“小汤山医院”的郑州市第一传染病医院，如图所示为建设过程中使用的某型号

挖掘机的实物图(甲)和作业范围图(乙)，它以柴油为燃料，下表为该挖掘机的部

分数据.施工过程中挖掘机以额定功率在6s内将装满铲斗的800kg泥土从最

大挖掘深度处匀速提升到位于最大卸料高度的装载车上.g取10N/kg,q柴油=4

xlO7J/kg.试问：

第10题图

整机质量5t

A最大挖掘深度3m

B最大卸料高度5m

履带总触地面

4m2

积

额定功率40kW

柴油机效率40%

(1)挖掘机宽大的履带是为了(选填“增大”或"减小”)压强；挖掘机可以挖

开地面，说明力可以改变物体的.

(2)挖掘机未开始工作静止在水平地面上时对地面的压强为多少？

(3)本次作业中挖掘机对泥土所做的功是多少？

(4)挖掘机完成这次作业需消耗多少kg柴油？

1.(1)6X105(2)1.08XI030.72(3)3X107(4)8X107

2.(1)电内水吸收的热量消耗的电能(2)电机械总(3)电机械总(4)电

有用

3.(1)1.008X1061.2X10684%(2)3.6X10123X105(3)1X10792.6%

专题训练

1.(1)热不可见

p3000W

解：(2)电热水器正常工作时的电流解方=温\7弋13.6A>10A

故应选规格为“16A”的插座

(3)30L的水的质量为团木=2*V*=1.0X103kg/m3X30X10-3m3=30kg

6

水吸收的热量为。瞰=c,k«u"-fo)=4.2Xl()3j/(kg.℃)X30kgX(47℃-20℃)=3.402XIO

J

由〃=^X100%可知，该电热水器消耗的电能W=隼='40；("。J=3.78X1()6J

IVw378X1()6j

由P=^可知，加热需要的时间f=A‘300()W=1260S=21min

2.(1)大地热传递

解：(2)电热水壶正常工作时通过电热水壶的电流

,户领2000W八…

，额=焉=220V3A

(3)壶中加入的水的质量

m水=p*V木=LOXIO3kg/m3X2.0X103n?=2kg

水吸收的热量。吸=c水加水(f-fo)=4.2Xl()3j/(kg.℃)X2kgX(100℃-15℃)=7.14X105J

消耗的电能W=P«r=2000WX7X60s=8.4X105J

3

Q限7.14XIOJ

加热效率〃=奇、100%=84X-5j-X100%=85%

3.(1)断开热传递

解：(2)电动机功率P动=7=------百----=0.055kW=55W

P.„55W

通过电动机的电流/=方=部7=0-25A

4()r

6

(3)空调扇送暖风时消耗的电能W'=-皿/4卜、=0・02kW-h=0.02X3.6X10J=

2UUU17t,KW-n>

7.2X104J

W7?X10^I

空调扇的总功率〜=r==200W

t6X6Us

电流通过R做功的功率PR=PLP的=200W-55W=145W

U2(220V)2

电阻的阻值1=K=]45W-333.79Q

(4)试验过程中电热丝产生的热量。=「"=145WX6X60s=5.22Xl()4j

不计热量损失，空气吸收的热量。吸=Q=5.22X104J

空气温度上升量加=

。吸5.22X104Jg

^—=----------；---------------------------=1()44C

cm1.0X103J/(kg-℃)X50kgK

4.(1)热加热

解：(2)水温升高所吸收的热量

35

Q«5=c7M(r-fo)=4.2XIOJ/(kg-℃)X1kgX(80℃一20℃)=2.52X10J

(3)当Si闭合、S2断开时，由题图可知，幻和&串联，饮水机处于保温状态，已知P保淑=

,U2U2(220V)2

88W,由「=万，得RI+/?2=7—=―nF—=550。

KP保温ooW

当吊、S2同时闭合时，由题图可知，只有凡接入电路，饮水机处于加热状态，已知=

,C/2u2(220V)2

2000W,由「=又得R=瓦片一2而y=24.2Q

则Ri的阻值为&=550Q-24.2C=525.8Q

(4)饮水机消耗的电能卬=与-=­菽—=3X105j

ww5

由尸=子可得，加热所用时间—掾=3代X1而0J/=150，

5・(1)机械电

6

一人puoxiow

解：(2)IWJ压输电线中的电流/=,=220X1()3v=5。。A

(3)发电5h的电能Vy=Pr=110X106WX5X3600s=1.98X1012J

wW198X1012J

由n=@x100%得燃烧煤放出的热量。放=吃=.30%—=6-6义10,2J

由Q^=mq得,消耗煤的质量m=半=卷既言看=2.2X105kg

6.(1)太阳电

解：(2)光伏发电系统一天的发电量W=R=20kWX8h=160kW.h

⑶W=160kW-h=160X3.6X1()6J=5.76XIO'j

wW8

由〃=/xiOO%得，燃烧煤放出的热量Q=^=57'6%X10J=1.92X10〃

由Q故=/nq模得,消耗煤的质量m=5=30/|()7j/k“=64kg

(4)清洁无污染，可再生，节约化石能源(答出一条即可)

7.(1)资源再次利用(降低了处理成本、能保护环境等)

解：(2)4200t垃圾完全燃烧放出的热量Q放=〃刈=4200X103kgX6X106J/kg=2.52X10"J

将这些垃圾完全燃烧后产生的热量的75%用来加热水，水吸收的热量Q吸放=

75%X2.52X10"j=1.89X1()13j

由可得，水的质量

。吸________1.89义/3j

8

m=cT?=4.2X103J/(kg-℃)X45℃=1Xiokg

(3)三台发电机组一天的发电量W=Pf=3X3XIO"kWX15h=1.35X106kW-h=1.35X106

度

(4)这些生活垃圾发出的电能IV=1.35X106kW•h=4.86XIOI2J

M/J.QAXinl2j

发电站垃圾焚烧发电效率n=*x100%=黄—市ioo%^19%

8.(1)化学通电导体在磁场中受到力的作用

解：(2)充满电后蓄电池储存的电能

^.|.=?/=100WX5X3600s=1.8X106J

(3)由题意知，克服阻力做的功

卬=〃力电=75%X1.8X1。6J=1.35X106J

人和车的总重力

G也=(〃？6.+m人)g=(50kg+70kg)X10N/kg=1200N

电动车在水平路面行驶时受到的阻力尸点G总=导1200N=30N

由卬=力得，电动车行驶的路程

W1.35X106J“

s—j'=30N=4.5X10m-45km

由。=：得，电动车最多能行驶的时间

s45km。

~v~25km/h-k8h

(4)动能

9.(1)机械通电导体在磁场中