初中物理效率计算问题.docx
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初中物理效率计算问题
初中物理效率问题
1
效率计算问题
我们已学过机械效率，而在近些年的中考取，效率已不再限制于机械效率，凡是波及到能量的转移或转变，都会波及到效率问题。
在能量的转移（或转变）中，转移（或转变）
以后的能量与转移（或转变）以前的能量的比值就是效率（或叫转移率或转变率），思虑下
面的一些实例，便可理解效率问题。
一、热效率
1、我们生活的佳木斯地域，到了冬天，因日照时问短，太阳能热水器的水达不到所需温度，
为这人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家近来就安装了一台这样的两用热水器，
如
图所示，铭牌以下：
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到
50℃时需要汲取多少热量？
（1L=10
-3
3
m）
（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从
20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多
长时间？
（设电能所有转变为热能）
（3）在上述
（2）状况下，加热器正常工作实质用了3小时，则此热水器的效率为多少？
2
（4）仅就太阳能热水器与电热水器对比有哪些长处？
（写出一条即可）
2、每到夏收季节，高淳乡村大批农作物秸秆在田间被任意焚烧，如图这不单造成资源浪费、环境污染，并且极易引生气灾等。
为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型
燃料——秆浆煤。
若焚烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度高升到
80℃。
（热值为2.4×107J/kg）求：
（1）水需要汲取的热量。
（2）假如秆浆煤焚烧开释的热量有30%被水汲取，需要完整焚烧多少千克秆浆煤。
3、简略太阳能热水器的受光面积
1.4m
2
内装80kg水，太阳每分钟
辐射到
2
面积
1m
上的热量是8×104J,假如60％的热量被水汲取
问:
20℃的水晒
3h后水温高升到多少摄氏
3
度？
（水的比热容是4.2×10
J/（kg·℃））
4、太阳能热水器是利用太阳能来对水加热的一种设施。
小新同学家有一台太阳能热水器安
装在离地面10米高的屋顶上，现需要将初温为10℃100kg的水，加热到60℃，则：
（g取
10N/kg）
（1）把这些水从地面送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？
（2）这些水要从太阳那边
汲取多少热量？
（3）下雨时，改用热水器中的电协助设施加热，其电协助加热设施的功率为1500W，热效
率是70%，若不计热损失，加热这些水需要多长时间？
3
5、简略太阳晒水箱取代燃料烧水用来淋浴方便，水箱内有60千克的水，玻璃盖面积为0.84
米2，地球表面接受太阳辐射热为7.56×104焦/（分钟.米2）,水箱热效率为50％，在不考
虑水散热的状况下，请写出水温变化的计算公式，并计算出晒水4小时水温高升多少？
6、一架波音747可载51吨优良航空汽油，这些汽油完整焚烧可放出2.346×1012J热量,这
些热量的30％可使20℃1030吨钢材温度高升多少？
[钢的熔点为1400℃，钢的比热为0.46
×103J/（kg.℃）]
7．各家各户都要烧
天然气的热值
电器的效率
燃气炉效率
电费
天燃气费
水烧饭,相关参数如
7.2×107J/m
3
90%
30%
0.4元/度
2.0元/m3
下表所示.
小明认真记录了他
家每日烧水、烧饭、炒菜需要的时间
并把它折算成烧水时间,相当于每日要将
20kg的水烧
开,而这个月的均匀气温为
20℃.试问:
（1）
一个月（按30天计）加热水要汲取多少热量?
（2）小明家有燃气灶具,也有电器灶具.因为电费比天然气费要廉价而效率高,但天然气的热
值高,请你经过计算后回答.他是用电更划算、仍是用天燃气更划算呢?
8、用“长征三号”发射的某航天器，它的一部分光电池板面积
S=8m2，正对太阳能产生U=120
V的电压，为工作舱供给
I=10A的电流.若太阳光照耀处每
2
面积上获取的太阳辐射功率
1m
P0=1.0×103W，试估量该光电池的光电变换效率
η是多少？
二、光电转变效率
1、2007年5月，恒基伟业以创新的技术和理念推出了全世界首部光好手机．该手机说明书的
部分内容以下表．
4
太阳能光电板电池
钢化玻璃+太阳能晶片+PCB+反面焊充电电压3.5V，充电电流130mA；工作（通话）电压
盘，适用雅观，耐磨损，抗摔击．3.5V，工作电流80mA．充电40min，可通活26min．
（1）在阳光下，太阳能光电板将太阳能转变为
能，并由充电电池
进一步转变为
能。
（2）电池的放电与充电的能量变换效率为
．
2、某种游艇是以太阳能为动力，不单节俭能源并且无污染，它的要点技术零件是光电变换
板，此板接受太阳光的面积是
8米2，当板正对太阳光时能够产生120
伏的电压，游艇上的
自动装置使光电变换板一直与阳光垂直，向电动机供给
10安的强盛电流。
电动机线圈的直
流电阻是4欧，太阳光垂直照耀到单位面积上的辐射功率为
1．0×l0
3瓦／米2。
依据以上
信息，求：
（1）该光电变换板的效率（
2）电动机把电能转变为机械能的效率。
3、简略太阳晒水箱取代燃料烧水用来淋浴方便，水箱内有60千克的水，玻璃盖面积为0.84
米2，地球表面接受太阳辐射热为7.56×104焦/（分钟.米2）,水箱热效率为50％，在不考
虑水散热的状况下，请写出水温变化的计算公式，并计算出晒水4小时水温高升多少？
三、力热变换效率
1、一辆汽车匀速行驶，速度为90km/h，匀速时阻力为920N，其发动机效率为30%，汽油热
值为4.6×107J/kg.求：
（1）发动机的功率
（2）汽车匀速行驶300km做多少功
（3）匀速行驶300km耗费多少汽油
2、2005年12月起，我市开始推行使用乙醇汽油。
乙醇汽油是由乙醇和一般汽油按必定比
例混配形成的能源。
乙醇汽油能有效改良油品的性能和质量。
它不影响汽车的行驶性能，还减罕有害气体的排放量。
乙醇汽油的推行及使用，能够缓解因石油资源欠缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新式洁净燃料，是当前生界上可重生能源的发展要点。
小北湖景色艳丽，水面宽阔，乘坐快艇是很多旅客踊跃参加体验的水上娱乐项目。
为了保护
环境，小北湖景色区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。
下表为某种快艇的部分技术参数：
5
（1）请写出使用乙醇汽油的两点利处?
①_______________________________；②_____________________________。
（2）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超出___________kg．
（3）已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×107J／kg，密度约为0.7×103kg／m3，它在水
中匀速航行时所受的阻力f=1400N，若发动机的效率为25％，则该快艇匀速行驶46km耗油多少升?
3、某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市履行任务，行程300km。
在高
速公路上匀速行驶时，车遇到的阻力是920N。
（汽油完整焚烧产生的内能有30％转变为机械
能；汽油的热值为4．6×10’J／kg）求：
（1）汽车抵达目的地牵引力所做的
功。
（2）经过计算说明汽车内行驶途中能否需要加油。
4、红枫湖乘坐快艇是水上娱乐项目。
为了保护环境，红枫湖景色区用汽油作为快艇的燃料。
下表为某种快艇的部分技术参数：
（g=10N／kg）
（1）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超出多少千克
（2）已知该快艇使用的汽油热值约为
7
0.7×10
3
kg
3
4.6×10J／kg，密度约为
／m，它在水
中匀速航行时所受的阻力
f=1400N，若发动机的效率为
25％，则该快艇匀速行驶
46km耗油
多少升?
5、汽车内行驶中，因为路况和车速的不一样，发动机的实质功率也不一样，往常行驶时，实质
功率要小于它的最大功率。
某型号轿车的相关数据以下表。
（某标号汽油的热值约为4.5×
107J／kg，密度约为0.7×103kg／m3）求：
（1）若轿车以100km／h的速度匀速行驶1h，则轿车耗费了多少千克的汽油?
（2）若轿车发动机的效率是30％，当轿车以100km／h的速度匀速行驶时，发动机的实质
6
功率是多少瓦特?
6．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的均匀压强为9.84
×105Pa，若飞轮的转速是600转/分钟，效率为30％，求汽油机在1小时内要耗费多少在汽油？
（汽油的焚烧值为4.6×107J/kg）
四、电热变换效率
1、电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一代智能灶具。
一只1500W的电磁炉正常工
作时，在1个标准大气压下将1kg的水从20℃加热到刚沸腾时，需要4min,问电磁炉的效率是多少？
[93.3%]
2、将一个标有“220V400W”字样的“热得快”插入体积为0.5升、初温为20℃的水中，
此时因为是用电顶峰，实质电压为210V，在标准大气压下经过9分10秒将水加热至沸腾，
求“热得快”烧水时的热效率（不计电阻值随温度的变化）。
3、小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示。
若自来水的温度是10℃，
充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的地点。
接通电源，加热指示灯亮；达到设定温
度时，加热指示灯熄灭。
请你帮助小明回答以下问题：
加热指示灯从亮到灭的过程中，热水
7
器中的水一共汲取多少热量？
若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？
若实质经过2h30min指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？
[C水=4.2×103J/（kg·℃）]
4、为认识决老师们在办公时的饮水问题，学校新进了一批台式温热饮水机，其铭牌以下表
所示。
右图是饮水机的简化电路图，S是用感温资料制成的温控开关，R1是电阻，R2是供加热用的电阻丝。
请计算：
（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）正常工作时，该饮水机将热水罐中0.6kg、18℃的水加热到93℃，用时6min。
则该饮水机的加热状态时热效率为多少？
（3）假如要使R2在保温状态时的功率是加热时的功率的一半，R1和R2的比值是多少？
s
R1R2
U
5、一家用电热水器的铭牌以下表所示。
桃花牌全自动电热水器
型号：
THP2-12D
容量：
12L
额定功率：
2KW
类型：
防触
电保护一类
额定电压：
220V
净重：
22Kg
甲
出厂时间：
年代日
编号：
2003031000
乙
桃花厨房设施有限企业制造
依据铭牌所供给的信息。
解答以下问题：
8
（1）为了安全起见，该电热水器使用的插座应采用图中的哪一个？
（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大？
（3）将该电热水器装满水加热，使水温有20℃高升到60℃，水需要汲取多少热量？
[C水
=4.2×103J/（Kg·℃）]
（4）若电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水汲取，则第（3）问中的加热过程需要多长时间？
五、电力变换效率
1、跟着科学技术的发展，
电动自行车是当前较为时髦的代步工具。
某厂生产的一种自行车，
其主要参数以下表所示：
车人质量m
电池
充电
电动机
电动机效
车速
绕行里程
率
80kg
36V10Ah
6-8h
36V180W
6m/s
表中“36V
10Ah”指的是输出电压为
36V，工作电流与工作时间乘积为
10A每小时。
假如电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力
f与行驶速度v和自行车队对地面压力
N（N
的大小等于mg）成正比，即f=kmgv，此中k=5.0×10-3s/m，g取10N/kg。
求：
（1）该电动自行车正常行驶时的电流多大，一次充电可行驶多长时间？
（2）自行车匀速行驶时实用功功率多大？
效率是多少？
（3）自行车电动机还配有功率为P/=80W的低速档，当自行车在平直公路上以此低速档匀速行驶时，其速度为多大？
（设功率不变）（注意：
阻力随速度大小而改变）
2、长江三峡工程是一座集防洪、发电、航运和供水等综合利用的巨大水利水电工程。
其主要技术数据以下表所示：
依据上述数据计算：
3
均匀流量
3
大坝高度/m大坝长度/m最高蓄水位/m总库容量/m
m/min
185
2335
175
4×1010
8.5×105
9
（1）蓄满水时大坝底部遇到水的压强多大？
（2）每小时水流对水轮机所做的最大功为多大？
（3）若利用水流发电的效率为40%，发电机所能达到的最大功率是多大？
3、当前在我市城乡有大批的电动自行车在被花费者使用。
下表是某型号电动车的规格表。
型号
额定电压
额定电流
最大载重
最大时速
自重
X2005HGx
36V
5A
55kg
20Km/h
20kg
（1）这类电动车以最大速度行驶时阻力为车重的
0.04
倍.某人满载时以最大车速行驶
1h，
战胜摩擦力做得功是多少？
（2）1h内此车所耗费的电能是多少？
（3）此电动车的效率是多少？
（4）假如用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？
（汽油热值：
4.6×107J/kg）
4、一辆娱乐电瓶车，工作电压为24V,工作电流为
10A，效率为80％.电瓶车及人总重为
2000N，
行驶时阻力是车重的
0.1倍，则此电瓶车匀速行驶
100m所用的时间约为（
）
A.83s
B.104s
C.833s
D.1042s
5、某电动助力车有以下的数据：
电源（铅蓄电池）：
12V×3
电动机：
36V180W
最大行驶速度：
18km/h
正常行驶速度：
9km/h
电源充电电压：
220V
每次充电耗电：
1.2kwh
最大载重量：
75kg
车身重量：
25kg
（1）电源（铅蓄电池）应怎样连结？
（2）行驶时遇到地面的摩擦阻力为多大？
（3）若电能有60%被利用，助力车充一次电能正常行驶多少时间？
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