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（1）蓄满水时大坝底部受到水的压强多大？
（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？
跟踪训练
一、应用太阳能加热物体时
1.我们生活的佳木斯地区，到了冬季，因日照时问短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量？
（1L=10-3m3）
（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？
（设电能全部转化为热能）
（3）在上述
（2）情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少？
（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？
（写出一条即可）
2.太阳能热水器是利用太阳能来对水加热的一种设备。
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）这些水要从太阳那里吸收多少热量？
（3）下雨时，改用热水器中的电辅助设备加热，其电辅助加热设备的功率为1500W，热效率是70%，若不计热损失，加热这些水需要多长时间？
二、电热转换效率
1.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位置。
接通电源，加热指示灯亮；
达到设定温度时，加热指示灯熄灭。
请你帮助小明回答下列问题：
加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？
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？
若实际经过2h30min指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？
[C水=4.2×
103J/（kg·
℃）]
2.一家用电热水器的铭牌如下表所示。
桃花牌全自动电热水器
型号：
THP2-12D容量：
12L
额定功率：
2KW类别：
防触电保护一类
额定电压：
220V净重：
22Kg
桃花厨房设备有限公司制造
根据铭牌所提供的信息。
解答下列问题：
（1）为了安全起见，该电热水器使用的插座应选用图中的哪一个？
（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℃升高到60℃，水需要吸收多少热量？
103J/（Kg·
℃）]
（4）若电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需要多长时间？
三、电力转换效率
1、随着科学技术的发展，电动自行车是目前较为时尚的代步工具。
某厂生产的一种自行车，其主要参数如下表所示：
车人质量m
电池
充电
电动机
电动机效率
车速
绕行里程
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。
如果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，其中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）自行车匀速行驶时有用功功率多大？
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.目前在我市城乡有大量的电动自行车在被消费者使用。
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）这种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，克服摩擦力做得功是多少？
（2）1h内此车所消耗的电能是多少？
（3）此电动车的效率是多少？
（4）如果用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？
（汽油热值：
4.6×
107J/kg）
3.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力．某直流电动机的铭牌上标有“220V5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4Ω．
（1）电动机的工作原理是什么？
（2）该电动机正常工作1h，消耗多少电能？
电动机线圈产生多少热量？
（3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象．
4.有一台直流电动机在220V的电压下工作时，电流为35A。
用它匀速提升质量为1400kg的货物，在2s内提升了1m。
设电动机输出的能量全部用来提升货物。
问：
（1）2s内电动机对货物做了多少功？
（2）这期间电动机的效率是多少？
（3）电动机消耗的电能转化成了哪些形式的能量？
（4）电动机线圈电阻是多少？
4、力热转换效率
1.从2005年12月起，我市开始推广使用乙醇汽油。
乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占90%，乙醇（即酒精）体积占10%。
乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。
它不影响汽车的行驶性能，还能减少有害气体的排放量。
乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。
（1）请写出使用乙醇汽油的两点好处？
①__________________________________________；
②______________________________________．?
（2）根据下表给出的一些液体的密度，求乙醇汽油的密度。
（3）某型号汽车使用上述乙醇汽油，在水平路面上匀速行驶，受到的阻力是920N，每行驶100km耗油10L，求该车此时的效率。
（乙醇汽油的热值为4.6×
107J/kg，计算结果保留百分数的整数位）
2.红枫湖乘坐快艇是水上娱乐项目。
为了保护环境，红枫湖风景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过多少千克
（2）已知该快艇使用的汽油热值约为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?
五、光电转化效率
1.2007年5月，恒基伟业以创新的技术和理念推出了全球首部光能手机．该手机说明书的部分内容如下表．
太阳能光电板
钢化玻璃+太阳能晶片+PCB+背面焊盘，实用美观，耐磨损，抗摔击．
充电电压3.5V，充电电流130mA；
工作（通话）电压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化为?
能，并由充电电池进一步转化为?
能。
（2）电池的放电与充电的能量转换效率为?
．
2.某种游艇是以太阳能为动力，不仅节约能源而且无污染，它的关键技术部件是光电转换板，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转换板始终与阳光垂直，向电动机提供10安的强大电流。
电动机线圈的直流电阻是4欧，太阳光垂直照射到单位面积上的辐射功率为1．0×
l03瓦／米2。
根据以上信息，求：
（1）该光电转换板的效率
（2）电动机把电能转化为机械能的效率。
形形色色的效率计算参考答案
【典例1】
（1）由表中数据得出电压和功率，则由功率公式可求得电流．
（2）由消耗的总功率和水的内能增加量可求得热效率．
（3）分别列出两种情况下的功率表达式，两灯的功率关系可求得电阻．
（1）I=
=2.5A
（2）Q水=mc△t=189000J，W=Pt=550W×
6×
60s=198000J，则η=
100％=95%
（3）S闭合时加热，则有：
P1=
；
S断开时是保温，则有：
P2=（
）2R2，
依题意，有：
P2=
P1，代入数值，解得：
=
-1
【典例2】
（1）由题知，蓄满水时水深h=175m，
大坝底部受到水的压强：
p=ρgh=1.0×
103kg/m3×
9.8N/kg×
175m≈1.72×
106pa；
（2）1min水流对水轮机所做的最大功：
W=Gh=ρgvh=1.0×
105m3×
175m≈1.46×
1012J；
每小时水流对水轮机所做的最大功：
W总=W×
60=1.46×
1012J×
60=8.76×
1013J；
（3）由η=W有W总×
100%得：
W有=η×
W总=40%×
8.76×
1013J≈3.5×
1013J，
P=W有t=3.5×
1013J3600S≈9.72×
109W．
1、应用太阳能加热物体时
1.✍
②
③
④节能、环保
2.
（1）根据重力的计算公式G=mg=100kg×
10N/g=1.0×
103N?
根据功的计算公式W=FS得：
W=Gh=1000N×
10m=1.0×
104J
（2）根据热量的计算公式Q=Cm△t得：
Q吸=C水m水（t末-t初）=4.2×
103J/（kg·
℃）×
100kg×
（60一10）℃=2.1×
107J?
（3）根据题意有Q吸＝Wη=2.1×
根据电功的计算公式W=Pt得：
t=W/P=3×
107J/1500W=2×
104s?
1.解：
（1）V=55L=55×
l0-3m3?
，m＝ρV＝1.0×
103kg／m3×
55×
10-3m3=55kg，
Q吸?
=cm（t-to）＝4.2×
103J／（kg·
55kg×
（60℃-10℃）=1.155×
107J。
（2）因为不考虑热损失，所以W=Q=1.155×
107J，所需要的时间t=W／P=1.155×
107J／1500W=7700s?
（3）t'
=2h30min=9000s，W'
=Pt'
=1500W×
9000s=1.35×
107J，则热水器的效率q=W／W'
=1.155×
107J／1.35×
107J=85.6％
2.
（1）乙
（2）I=P/U=2000W/220V=9.09AR=U/I=220V/9.09A=24.2Ω
（3）m=ρV=1×
12×
10-3?
m3=12kg
Q=cm△t=4.2×
12kg×
（60℃－20℃）=2.016×
106J
（4）Q放=Q吸/η=2.016×
106J/80%=2.52×
106Jt=W/P=Q放/P=2.52×
106J/2000W=1260s=21min
1.
（1）该电动自行车正常行驶时的电流为5A；
一次充电可行驶2h．
（2）自行车匀速行驶时有用功功率为144W，效率为80%．（3）速度为4m/s．
2.
（1）克服摩擦力做的功是6×
105J．
（2）1h内此车所消耗的电能是6.48×
105J．
（3）此电动车的效率是92.6%．（4）消耗汽油33g．
3.
（1）通电导线在磁场中受力运动的原理制成的。
（2）1.98×
107J、9×
105J（3）电能转化为内能，温度升高，漆包线烧坏闻到焦糊味道
4.
（1）电动机对货物做的功为14000J．
（2）电动机的效率是90.91%．
（3）根据题意可知电能转化为机械能、内能．
四、力热转换效率
1.①降低污染物的排放（或保护环境）；
②节约石油资源；
③一种新型清洁燃料?
（2）乙醇汽油密度为?
ρ=
＝（ρ汽V汽＋ρ酒V酒）/ （V汽＋V酒）
有用功为W有＝FS＝920N×
105ｍ＝9.2×
总功为W总＝Q放＝ｍq=0.71×
103×
10×
10-3×
107（J）=3.266×
108J，
所以效率为η＝W有/W总＝9.2×
107J/3.266×
108J=28%。
2.
（1）?
F浮=m排g=1400kg×
l0N／kg=1.4×
104NG艇=mg=1000kg×
10N／kg=104N
C人=F浮一G艇=1.4×
104N一104N=4000N?
=400kg
（2）?
W有=
=1400N×
46000m=6.44×
107J
Q放=
=2.58×
108J
1.
（1）电、化学；
（2）40%．
2.
（1）光电转换板为电动机提供的功率为1200W．
（2）光电转换板的效率为15%．
（3）电动机把电能转化为机械能的效率为66.7%．
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