初中物理能量利用效率计算题

如下表及图所示，是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S₀控制）。求：

（1）当开关S闭合，开关S₀断开时，饮水机的功率是多大？
（2）保温电阻R₂的阻值是多少？
（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为70％，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？（C_水=4.2×10³J/kg·℃）

探索班为了解决同学们的饮水问题，购置了一台饮水机，其铭牌如下表所示。图12是
饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝。

额定频率	50Hz	环境温度	10℃～38℃
加热功率	550W	环境湿度	≤90％
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃ 5L/h

 

（1）、用公式分析， S处于什么状态（闭合或S断开），饮水机处于保温状态。
（2）、在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（3）、在饮水机的热水罐中0.6kg水，正常工作，使水从30℃的加热到80℃，用了5min20秒时间。用这些信息及数据，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C水=4.2×10³J /(kg·℃)]
（4）、如果要使饮水机在加热状态时的功率是保温状态时的4倍，则R₁与R₂的比值应是多少？( 2分）

图17为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热．同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热，从而使锅体自身发热达到加热食物的目的．小明对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W～2200W．

（1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能．请写出2个有关电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识：          ，           ．
（2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热量是由______传递给_____的．电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能．
（3）小明用电磁炉将质量为2.5kg的水从20℃加热到100℃，消耗了0.28kW•h的电能．水吸收的热量是多少？电磁炉的效率是多少？

太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机驱动的一种新型机动车。有一种太阳能实验车(如图所示为研制过程的样品)，它上面的太阳能接收板的有效面积S＝8m，天气晴朗且接收板正对着太阳时，每平方米面积上能接收到太阳辐射的功率为P₀＝1kw，太阳能电池产生的电压为U＝120V，可供电动机正常工作的电流为I＝10A。
求：(1)电动机正常工作时的电功率是多大？太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
(2)若电动机正常工作时，将电能转化为机械能的效率是75％，且该车装满贫物沿水平路面匀速行驶时所获得牵引力是150N，所受阻力是车与货物总重的0.1倍，则该车匀速行驶时的速度是多大？所装货物质量是多少？(已知车自重900N，g取10N／kg)
(3)通过以上介绍及有关计算，你对该车的技术参数及性能有了大致了解，你认为该车能否批量生产投放市场？请简述理由．

图a是小红家一台快速电热水壶，铭牌如右表．为了测量它烧水时的实际功率，小红和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了0.6kg、20℃的水，接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间是4min。同时观察到家中电能表（见图（b）转过的转数正好为90转（r）．水的比热容：c=4.2×10³J／(kg·℃)。请根据相关信息求：

（1）电水壶中水吸收的热量？
（2）电水壶烧水的实际功率？
（3）电水壶加热的效率。

甲是小红家一台快速电热水壶，铭牌如右表．为了测量它烧水时的实际功率，小红和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了0.6kg、20℃的水，接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间是4min。同时观察到家中电能表（电能表上标有1500revs / kW·h）转过的转数正好为90转（r）．水的比热容：c=4.2×10³J／(kg·℃)。请根据相关信息求：

（1）电水壶中水吸收的热量？
（2）电水壶烧水的实际功率？
（3）电水壶加热的效率。

.据资料显示，2003年底我国660个城市生活垃圾的清运量达1.5×10⁸t，并且每年以4%的速度递增，垃圾处理成了城市建设及可持续性发展的一个重要问题.现在人们已经可以变废为宝，利用垃圾中的可燃物燃烧发电，例如安徽省芜湖市就已建成了垃圾焚烧电厂.研究表明，生活垃圾的平均热值为6.27×10⁶J/kg，目前每燃烧1t生活垃圾可发电240kw·h.那么：
（1）如果2003年660个城市的生活垃圾全部用于发电，可获得多少千瓦时（kw·h）的电能？（电能用字母E表示）
（2）目前生活垃圾发电的效率是多少？（已知1kw·h=3.6×10⁶J）   

在一次课外活动中，小华同学对家里的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，如下表所示：

观察对象	有关记录	研究活动
电磁炉 铭牌	U额＝220V P额＝1kW	①用电磁炉加热一壶水（水的质量m＝2kg，初温t0＝30℃） ②关闭家里其它用电器．只将该电磁炉接入电路烧水，观察到电能表表盘在5min内转了150r,最后测得水的温度 t＝50℃
电能表 铭牌	220V           10(40)A[ 50Hz  2000r/kW·h[

 
请你根据小华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；【水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg·℃）】
（2）电磁炉的实际功率；
（3）对比电磁炉的铭牌说明与第（2）问的计算结果，你发现什么问题？你认为可能是什么原因？（说出一种即可）
（4）电磁炉烧水的效率．

如图是家庭、宾馆常用的电热水壶，袭中列出了其部分技术参数．

(1)电热水壶正常工作时的电流是多少?
(2)电热水壶正常工作时，用6min就能将整壶水烧开，如果水吸收的热量是3.24×10⁵J，则该电热水壶的效率是多少?
(3)有关电热水壶的安全使用，有下列几种说法，其中不正确的是       (填序号)．
①电热水壶不用时，应拔下电源插头；②当壶体和基座被弄脏时，放进清水中清洗；③电热水壶工作时，身体不可靠近壶嘴；④注入水时，水位不超过电热水壶的最高水位线

完全燃烧多少酒精可以放出8.4×10⁴J的热量？若这些热量全部被质量为0.4kg、温度为20℃的水吸收，则水的温度升高到多少摄氏度？
[q_酒精＝3.0×10⁷J/kg；c_水＝4.2×10³J/(kg·^oC)]
37.已知某太阳能热水器的数据如下表：

真空管直径×长度	70mm×1800mm	规格/支管	15
外形尺寸	1840mm×1597mm×1765mm	保温层/mm	60
水箱容量/L	150	采光面积/m^2	2.1

已知我市向着阳光的地方每平方的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J.若每天接受太阳能的时间以8h计算，正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到60℃，则：
（1）水箱内的水共吸收多少热量？
（2）该热水器的效率多大？

据报道，2008年北京奥运会的标志性工程——国家体育馆(“鸟巢”工程)确定采用太阳能电力这一绿色能源，去年年底在纽约交易所上市的无锡尚德太阳能电力有限公司被选中，为“鸟巢”的十二个主通道安装太阳能发电系统。
⑴若为“鸟巢”工程提供的130kW太阳能发电系统连续正常工作2h，可得到多少电能?
⑵尚德公司今年的产品将达到2.4×10⁶W的发电功率，进入全球第四名。若这些产品提供的电能改由火力发电来提供，则每秒钟将增加约99kg的二氧化碳排放量，造成大气污染。已知在通常情况下二氧化碳气体的密度为1.98kg／m³，则这些二氧化碳气体在通常情况下的体积多大?
⑶尚德公司产品的光电转化率(光能转化为电能的效率)目前在国内同行处于领先水平。现有该公司生产的一块接收面积为2m²的太阳能电池板，其光电转化率为20％，如果太阳光照射到该电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.0×10³W，则它的发电功率是多大？

如图是家庭、宾馆常用的电热水壶，袭中列出了其部分技术参数．

(1)电热水壶正常工作时的电流是多少?
(2)电热水壶正常工作时，用6min就能将整壶水烧开，如果水吸收的热量是3.24×10⁵J，则该电热水壶的效率是多少?
(3)有关电热水壶的安全使用，有下列几种说法，其中不正确的是       (填序号)．
①电热水壶不用时，应拔下电源插头；②当壶体和基座被弄脏时，放进清水中清洗；③电热水壶工作时，身体不可靠近壶嘴；④注入水时，水位不超过电热水壶的最高水位线

小洪同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60℃的热水100kg.她参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器.
(1)若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量为多少？
(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70％被水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值为8.0×10⁷J/kg）
(3)请你说出使用太阳能热水器的优点.（至少说出一点）

如下表及图所示，是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S₀控制）。求：

（1）当开关S闭合，开关S₀断开时，饮水机的功率是多大？
（2）保温电阻R₂的阻值是多少？
（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为70％，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？（C_水=4.2×10³J/kg·℃）

前些日子，小亮的妈妈买了一个“天际”牌自动热水壶送给爷爷，其铭牌如表，小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水800ml刻线，然后把水壶放在加热座上，拨动开关，5min后水烧开，水壶自动断电，已知水的初温为20℃。

（1）这壶水吸收的热量为多少？[c水=4.2×103J/kg·℃]
（2）烧水时家中电压为220V，求电热水壶的热效率。
（3）在用电高峰，电路中的实际电压将为198W，这时电热水壶的实际功率为多大？