物理复习 能量利用效率计算

3) (2007贵阳市) 在一次课外活动中，小悦同学对家用电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表：请你根据小悦同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：

（1）水所吸收的热量；

（2）电磁炉的实际功率；

（3）电磁炉烧水的效率。

34) 小王学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×10J ／(kg·℃) ．

(1)如果小王用燃气灶将质量为5kg 、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量?

7(2)若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×10J/kg的煤气，且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水

吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比) 为20％，则实际消耗的煤气为多少千克?

(3)为了节约能源，小王对燃气灶进行了改进，使燃气灶的热效率得到了提高．若小王在同样的条件下将质量为5kg 、温度为20℃的水加热到100℃，可比原来节省0.04kg 的煤气，则现在燃气灶烧水时的热效率为多少？

5) 电动自行车越来越受到人们的青睐，不少人用电动自行车替代了摩托车。电动自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动车供电，电动机为车提供动力。下表是某品牌电动自行车的

倍，取g=10N/kg，求：

（1）行驶10分钟，电动机对自行车做的功。

（2）通过电动机线圈的电流和电阻。

（3）若摩托车百公里耗油2.5L ，每升油4.65元，照明用电每度0.52元，试比较说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。

1．(威海市20006) 据《威海晚报》5月23日报道：记者在荣成港西镇海边的风力发电项目施工现场

了解到，落户我市的大型风力发电项目一期工程9月底可全面投产发电。届时，我市北部 沿海将耸起一片“风电林”(如图19所示) ，为威海经济

发展提供可再生绿色能源，同时为旅游业带来新亮点。

这项总投资12亿元，发电容量为15万千瓦的华能中电

威海风力发电项目，位于荣成朝阳港大桥以西至崮山镇

沿环海路。求：

(1)即将并网的15万千瓦风力发电机组，预

计年发电量3x108kW ．h ，相当于完全燃烧多少

吨煤放出的能量?(煤的热值为3．0x107J ／kg)

图19

(2)若电厂通过供电系统用220V 的电压给小刚家所在的离电厂较远的小区供电，某天 小刚发现自家“220V 100W”的白炽灯工作484s ，消耗电能为4x104J 。求：加在小刚家

用电器两端的实际电压是多少?

(3)已知小刚家进户线上装有一空气开关，当电流达到20A 时，空气开关将自动“跳 闸”，则小刚家使用的用电器的最大电功率不能超过多少?

(08湖北黄石) 许明家的电吹风内部电路的连接情况如图16所示，有带风叶的小电动机一只，电热丝一段(正常工作时，电阻为80Ω，开关两只(S1、S2) ，插头一只，导线若干。

(1)观察此图，请按电吹风的功能在下表空格内填出开关对应的状态(填“闭合”或“断开”)

(2)许明在家中断开其它用电器，将电吹风插入插座(电源电压为220V) ，当电吹风吹冷风时，测得15min 内，他家中的电能表的铝盘转了90转(电能表上标有“3000r ／kw ·h ”) ，请你算出该电吹风吹热风时消耗的总功率。

7. （08湖北襄樊）小强的爸爸从国外带回一个电热水壶, 铭牌上的几个参数翻译过来如右表.

(1)该电热水壶中发热体的电阻为 Ω; 若接在我国的家庭电路中, 并

能使它正常工作, 那么应该在它的外部串联一个 Ω的电阻.(2分)

(2)某天用电高峰的时候, 小强将改装好的电热水壶装满温度为28℃的水, 用了

11min 40s的时间才将水烧开(当时的气压为标准大气压). 那么电热水壶(串联在

外的电阻不包括在内) 实际消耗的功率是多少?(说明:热效率是指水吸收的热量

与消耗的电能的比值.)

70. （08湖北宜昌）电磁炉是一种新型灶具，图9所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引

起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流（即涡流），涡流使锅体铁分子

高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体

及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁

炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的

厨具。请问：

(1)电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？

(2)某同学用功率为2000W 的电磁炉，将1㎏初温为25℃的水加热到100℃，需要的时间为2分55秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？(水的比热容为4.2×103J/（kg·℃))

68.(08湖北黄冈) 有一种太阳能路灯(电路如图) ，光控开关S ，白天与触点a 接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上，与触点b 接触，给路灯供电。时控开关S2，晚上12点前与触点c 接触，主灯发光，12点后与触点d 接触，副灯发光。主灯为“24V 15W”的节能灯，副灯为“24V 10W”的节能灯，平均每天各工作6小时。

(1)路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时?

(2)已知太阳能电池饭的面积为0.5m2，每平方米平均收集功率为

1.5KW ，若太阳光照射10小时能使路灯正常工作5天，求太阳能电池

板光电转化效率。

(3)请举出这种太阳能路灯的两个优点。

62. （08浙江嘉兴）妈妈买了一辆电动车．回家后却发现一个难题：车库里只有一盏灯，但没有充电用的插座．爸爸打开灯的开关盒，看到里面有两个接线柱，于是他从这两个接线柱上引出两根导线，接上一个插座．接好后插上电器，却

发现电灯亮了，但亮度明星偏暗．

(1)造成这一现象的原因是由于连接错误而导致充电器与电灯

联．

(2)正确连接后充电器与电灯都能正常工作了．爸爸发现充电上标

有 “输入电压220V ，输出功率100W ”．电动车一次充电需要

6小时．请计算一次充电消耗的电能为多少千瓦时?

60. （08山西太原）下表是某品牌小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质

3量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×10J 。当该发动机以最大功

3率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35 kg/m，1 min内高温高压的燃气推动活塞

做功2600次。请你计算发动机在最大功率工作时

（1）1 min内做的有用功。

（2）做功一次消耗汽油的质量。

（3）发动机的效率。

54．（08河南）小亮所在班级的饮水机铭牌如下表所示。他们对饮水机的工作情况进行了与研究，发现当加热内胆里的水温达到90

℃时，温控开关就会自动断开，停止加热；

当水温降至60℃时，温控开关又会自动打开重新加热，每次加热的时间为t ＝4min 。

（1）饮水机加热一次消耗的电能W 0为多少？

(2)饮水机设计热内胆的好处是每次只加热少量的水，既能使人们在较短的

时间内喝上热水，又能避免一次加热过多的水而造成浪费。请你根据前面的数

据，计算加热内胆的容积。[假设消耗的电能完全转化为水的内能，水的比热容

3为c 水＝4.2×10J/（kg ·℃）〕。

(3）某日下午放学时，值日生小刚忘了关掉饮水机，直到第二天进教室后

才发现，他为自己不小心浪费了电能而内疚。因为他知道，虽然饮水机是断续

工作的，但这一晚上（约12小时）也会浪费不少电能。他经过一定的测量，就

估算出了这一个晚上浪费的电能。请你简述测量和估算的方祛，不需具体的数

据计算。

51．（08贵州贵阳）某物理兴趣小组同学设计了如图22（甲）所示的电路图进行实验探究，电源为可调压直流学生电源，电压表量程为“０～15”，电流表量程为“0～0.6A ”，小灯泡标有“6V 1.2W”字样,Ro 为20Ω的定值电阻. 小组根据记

录的电流表和电压表示数变化，描绘出U －I 关系图, 如图

22(乙) 所示.

(1)求灯泡正常发光时的电阻。

(2)求当电压表示数为1V 时，通过Ro 的电流

（3）调节电源电压，求当小灯泡与定值电阻Ro 消耗的

总功率为0。8W 时，小灯泡的实际电功率。

48．（08河北）某电热毯只有一个挡位，使用不方便。小明想用一电

阻丝作发热体与其串联，将它改造成有两个挡位的电热毯。已知原

电热毯的额定电压为220V ，为了测定它的额定功率，

小明把它与一个标有“220V 25W”灯泡串联在家庭电路中

(如图22所示) ，电压表的示数为176V 。(电源电压恒为220V ，不考

虑温度对电阻阻值的影响)

求：(1)原电热毯的额定功率多大?

(2)为了使改造后的电热毯(如图23所示) 在低温挡位

时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三，

小明需一个阻值多大的电阻丝?(保留一位小数)

(3)改造后的电热毯，在低温挡位时工作10min ，R 0消

耗多少电能?

51) （08湘潭）图19是由“控制电路”和“工作电路”两部分组成的光控电路。“控制电路”由光敏电阻R 、磁控开关L 、定值电阻R 0、电源U 1等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA 时，磁控开关的磁性弹片相互吸合。“工作电路”由工作电源U 2（U 2 = 20V）、发热电阻R 1（R 1= 5Ω）和R 2（R 2 =15Ω）组成。问：

（1）当“控制电路”中的电流小于20mA 时，“工作电路”中的R 1两端的电压是 V ，它消耗

的功率是 W 。

（2）当“控制电路”中的电流等于30mA 时，“工作电路”中R 1两端的电压是 V 。

（3）已知光敏电阻R 的阻值随照射在光敏电阻上的光强E （表示光照射的强弱的物理量，单

位cd ）之间的变化关系如图20所示。如果照射在光敏电阻R 上的光强 ，则光敏电阻R 的阻值增大，磁控开关产生的磁性将 （均选填“变强”、“变弱”或“不变”）。

（4）如果“控制电路”中的线圈阻值R L = 1Ω、R 0= 140Ω、U 1=3V，那么照射在光敏电阻上的

光强在什么范围内时，磁控开关的磁性弹片相互吸合？

45) （山东淄博）某电热水瓶的铭牌如下表所示。若热水瓶内装满水，在额定电压下工作（外界大

：

（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？

（2）加热时电热水瓶的电阻多大？

（3）若瓶内20℃的水加热10min 正好烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？

（4）请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。

39．（08义乌）能源危机制约着现代社会的发展，开发和利用可再生能源是人类立早自身解决能源问题的重要举措之一。

（1）目前，煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源，它们的大量使用打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中 ▲ 的含量迅速增加，导致全球气温升高。

(2)氢能源是我国正在开发的新能源之一。其使用的主要途径是设法构成原电池，从能量转换的角度看，原电池是一种 ▲ 转化为电能的装置。

(3)环保汽车将为2008年北京奥运会服务。某辆以蓄电池为能源的环保汽车，总质量是1000kg ；当它在水平路面上以一定速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流为20A ，输入电压为50V ，在此状态下，驱动电机的输入功率为 ▲ W ，设想改用太阳能电池给该车供电，所需的太阳能电池板的面积至少应为 ▲ m 2。(按阳光垂直照射时，地球表面每平方米面积上每秒内可获得800J 的能量，太阳能电池的转换效率为20％计算)

(4)人类社会的不断进步，必然会带来新一轮的能源革命。未来的新能源要艇够大规模替代煤、石油、天然气等常规的、不可再生的能源，从理想的角度考虑，它必须满足许多条件，如：必须足够丰富，可以保证长期使用；必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的制备、应用技术必须成熟，可以保证大规模使用等，除此之外，你认为还必须满足什么条件? 试写出一条 ▲ 。