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1、第 3 课时 热学、电热和电力综合计算题物理量公式注意事项物体吸热、放热QcmT使用QcmT计算热量时，要注意区分“升高到”和“升高”及“降低到”和“降低”的不同意义燃料完全燃烧放热Qqm气体燃料燃烧放热的另一个计算公式为： QqV物理量公式注意事项电热器的效率 100%不考虑热量损耗时，电热器产生的热量一般利用QW电Pt电动机的效率 100%牵引力做的功为有用功电动机消耗的电能为总能量太阳能电池的光电效率 100%得到的电能为有效能量接收的太阳能为总能量题型 1 热量有关的计算【例 1】安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用，如图 531 所示，一太阳能热水器内装有质量为 2
2、50 kg，温度为 20 的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到 80 .c 水4.2103 J/(kg)求：(1)水吸收的太阳能是多少？(2)这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？q 干木柴1.2107 J/kg图 531思维点拨：水温升高到 80 说明末温为 80 ，不是温度差为 80 ，水吸收的太阳能数值上等于干木柴完全燃烧放出的热量解：(1)水吸收的太阳能为Q 吸cm1t4.2103 J/(kg)250 kg(8020)6.3107 J.(2)燃烧干木柴放出的热量为 Q 吸Q 放6.3107 J干木柴的质量 m.题型 2 电、力综合计算【例 2】电动自行车以其环保、快捷、轻便
3、的优势成为家庭常用的交通工具图 532 所示的电动车自身重量为 600N，两个车轮与地面的总接触面积为 200 cm2，车胎能承受的最大压强为 2105 Pa.图 532(1)该车的最大载重量是多大？(2)该车每次充电储存电能 3106 J，电能转化为机械能的效率为 80%.若车以某一速度匀速行驶，受到的阻力是 40 N，求该车充一次电后，最多能跑多远？思维点拨：电动自行车承受的最大重量和电动自行车的重力之和等于车轮能承受的最大压力；电动自行车工作时，将消耗的电能一部分转化为机械能，用来克服摩擦力做功，所以获得机械能等于克服摩擦力做的功解：(1)该车车胎能承受的最大压力是FpS2105 Pa2
4、00104 m24103 N该车的最大载重量GFG 车4103 N600 N3.4103 N.(2)获得的机械能为W 牵引力W 电3106 J80%2.4106 J车充一次电后，最多能跑的距离为s 题型 3 电、热综合计算【例 3】风力发电如图 533 所示下表给出了不同风速下每台风力发电机的功率(结果保留两位小数)图 533(1)若在某段时间内的风速为 6 m/s，一台发电机工作 1 小时，产生的电能可供小明家的空调(220 V 5 A)、电热锅(220 V40 )同时工作多少小时？平均风速/(ms1)5689功率/kW9163855(2)若年平均风速为 8 m/s,50 台这样的风力发电机
5、工作一天，获得的电能相当于完全燃烧多少吨煤？(煤的热值为 3103J/kg)思维点拨：从表格中获取平均风速对应发电机的功率， 利用它们可计算出电能发电机产生的电能和煤完全燃烧放出的热量相等，是电能和热量联系的桥梁解：(1)风力发电机产生的电能WPt16 kW1 h16 kWh空调的功率为 P1UI220 V5 A1 100 W1.1 kWU2 (220 V)2电热锅的功率 P2R 40 1 210 W1.21 kW工作时间为 tW 16 kWhP1P2 1.1 kW1.21 kW6.93 h.(2)一天的发电总量WPt38 kW5024 h4.56104 kWh燃烧煤的质量 5.47107 k
6、g5.47104 t.题型 4 力、热综合计算【例 4】 (2012 年广州)重 410 N 的汽车在水平路面上匀速运动，所受阻力为 920 N，汽车牵引力的功率为 9.2 kW，其汽油发动机的效率为 20%.(汽油的热值是 4.6107 J/kg)(1)在图 534 表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中，水平方向的受力示意图(2)求汽车运动 100 s 内：发动机对汽车的牵引力多大？牵引力做了多少功？汽车通过的距离有多长？发动机消耗汽油的质量是多少？图 534思维点拨：画多个力的示意图时，常把各力的作用点统一在物体的几何中心上；汽车在水平路面上匀速运动时，牵引力等于阻力解：(1)如图 45 所示(2)因为汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的牵引力F牵引F 阻920 N.牵引力做的功为图 45sW牵引 9.2105 JW牵引 9.2105 J4.6107 J/kgW 牵引Pt9.2103 W100 s9.2105 J.汽车通过的距离为F 牵引 920 N1 000 m.因为Q 放W 牵引，所以有Q 放 20%4.6106 J发动机消耗汽油的质量为mQ 放q4.6106 J0.1 kg.