5. 即将建成的长江三峡水利发电站年发电量达8.47×1010KW·h,合 J
4.小丽家电能表2月底的示数如甲所示,3月底的示数如乙所
示,若当地电费是0.5元/ KW·h,小丽家3月份应付电费 元。
3.国际单位制中功的单位是_____,生活中常用____
做电功的单位。他们的换算关系是____________。
2.__________________叫电功,通常用字母__________表示,计算电功的公式是 ,这就是说,电流在某段电路上所做的功等于 、 和______的乘积。
填一填
1.电流做功的过程,实际上就是 的过程,电流做了多少功,就表示 转化为其它形式的能量。
5、电冰箱
冷冻室容积 |
86L |
冷藏室容积 |
120L |
额定电压 |
220V |
额定频率 |
50Hz |
输入总功率 |
125W |
耗电量 |
0.55kw·h/24h |
生活问题: 右表是小明家新买的电冰箱铭牌上的部分数据.小明所在地区每度电按0.4元收费,正常使用这台电冰箱30天,消耗的电能是多少焦?应付的电费是多少元?
分析点拨: 本题是一道与生活实际相联系的运用型计算题,解答时能由图表给出的信息筛选获取有用的数据,这就要求看图表首先能够明确每一组数据所代表的物理意义,这样才能明辩哪一组数据是有用的,也才能够根据已知条件选用关系式解决问题.
解:由题意根据W = Pt得
W = 0.55kw· h ×30×24h
=16.5kw·h
=16.5×3.6×106J
=5.94×107J
所以应付电费¥=16.5kw·h×0.4元/(kw·h)=6.6元
正常使用这台电冰箱30天,消耗的电能是5.94×107J,应付电费是6.6元.
4、电熨斗
生活问题: 下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图(图1-4-9所示)和铭牌,使用时水箱中的水滴从被加热的底板气室迅速汽化产生向下的蒸汽.
额定电压 |
220V |
功能 |
汽烫、干烫 |
额定频率 |
50Hz |
蒸汽方式 |
滴下式 |
额定功率 |
1000W |
质量 |
1.3kg |
底板面积 |
160cm2 |
放置方式 |
自立式 |
(1)某师傅在用熨斗干烫衣服时,用了19N向下的力压熨斗,在此过程中,衣服受到的压强是多大?
(2)用熨斗汽烫时先预热,使金属底板的温度从20℃升高到220℃,温控开关自动断开,已知底板的质量为1kg,铁的比热为0.46×103J/(kg·℃),问蒸汽电熨斗预热时底板吸收多少热量?
(3)汽烫时,水滴入汽室,由于水升温汽化带走热量.当底板温度降到190℃时,温控开关自动闭合,当加热到220℃时又断开,如此反复.若蒸汽电熨斗大体按图1-4-10所示程序工作,10min烫一件衣服共消耗多少电能?
分析点拨: 蒸汽电熨斗是家用电器之一,这是一道综合了电、热、力学知识的条件开放计算题.解答此类问题,首先要了解图、表中各物理量的意义,然后分析各物理量间的数量关系,再利用有关公式计算.要得到衣服受到的压强,先要求出其受到的压力,压力等于人施加的压力与熨斗重力之和;由题已知根据公式Q=cm(t-t0)可计算出吸收的热量,再由能的转换关系,分析图 蒸汽电熨斗的工作情况--每20s加热15s,计算10min内的工作时间,然后根据电功公式W=Pt求出消耗的电能.
解:(1) 由表可知:m=1.3kg Fˊ=19N S=160cm2=1.6×10-2m2
熨斗熨烫衣服时,对衣服压力:F=mg+Fˊ=1.3kg×10N/kg+19N=32N
P = = 2×103Pa
(2) mˊ=1kg c=0.46×103J/(kg·℃) T0=20℃ T=220℃
由Q吸 = cm(t-t 0)得:
Q吸 = 0.46×103J/(kg·℃)×1kg×(220℃-20℃)=9.2×104J
(3)由铭牌可知额定功率P=1000W,工作t=600 s
所以 电熨斗的加热时间为:
t总=600 s×(15s/20s)=450s
故 烫一件衣服共消耗电能:
W=Pt=1000W×450s=4.5×105J
3、电饭锅
生活问题: 某一电饭锅,内部电路如图1-4-8所示.R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω.煮饭时,接通电源(220V 50Hz)、闭合手动开关Sl,电饭锅处在加热状态.当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合.S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合.问:
(1)若接通电源后没有闭合开关S1,那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什么?
(2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水,则开关S1的自动断电功能不起作用,这是为什么?
(3)在加热和保温两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少? 若电饭锅电能转化为内能的效率为84%,那么在一个标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开,至少需要多长时间?
分析点拨: 电饭锅是利用发热体,将电能转化为内能工作的.从电饭锅的工作情况看:当按下开关S2,开关横杆把磁铁向上顶贴着感温软磁,发热体接通,开始加热;在饭煮熟前,锅内有水,所以电饭煲内温度不会超过100℃,感温磁钢仍有磁性,使电源开关处于“通”的状态;当饭煮熟后,煲内没有水,温度便会逐渐上升,当升至103℃时,感温软磁就不受磁铁吸引,开关的杠杆因弹簧的弹力及本身的重力而下降,迫使接触点分开,发热体断电.同时,接通另一保温电路,通过热双金属片恒温器自动控制恒温,从而将饭的温度保持在70℃左右.
解:(1)不能
不闭合S1,电饭锅只能处在保温状态电饭锅内食物的温度不超过80℃
(2)在1标准大气压下,水的沸点是100℃,所以S1自动断电功能不起作用.
(3) 加热和保温电饭锅消耗的电功率之比:
P加热 / P保温 = (U 2/R1)/[U 2/(R1+R2)]
= (R1+R2)/ R1
= (48.4Ω+484Ω)/48.4Ω = 11/1
(4) 一个标准大气压下,将水烧开须吸收的热量为:Q吸=cm(t-t0)=4.2×10J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J
所以 Q放 = Q吸/η = 8.4×105J/ 84% =106J
由Q放= U 2t /R 1得:
需要时间:t = Q放R1/ U 2 =106J×48.4Ω/(220V)2 =103s
2、电水壶
生活问题: 家庭中常用电热水壶烧水,它具有方便、环保的优点.下表是小红同学收集到的烧开一壶水的有关数据,请按要求作答.(设电阻值不变、计算结果保留小数点后面两位)
(1)烧开这壶水至少需吸收多少热量?
(2)用所学知识计算出与本题相关的三个电学方面的物理量.要求写出简要的文字说明、计算过程和结果.
(3)小红同学通过计算、分析发现,烧开一壶水实际加热时间大于理论计算时间.你认为产生这种现象的原因是什么?请简要分析.
水的质量m/kg |
0.5 |
电热水壶铭牌 |
额定电压U/V |
220 |
水的初温t0/℃ |
20 |
额定功率P/W |
440 |
|
水的比热容c/[J/(kg·℃)] |
4.2×103 |
实际电压U/V |
200 |
|
大气压值 |
一个标准大气压 |
实际加热时间t/min |
9 |
分析点拨: 电水壶结构比较简单,主要由发热体和金属壶壳组成,在工作时是通过电流做功将电能转化为内能.对于电水壶的考查往往涉及到能量的转化、壶的构造、物态的变化和电及热学知识.本问题是将电与能量的转化结合在一起,综合考查了识“铭”的知识.
解:(1) Q水吸=c水m水(t水一t0水)
=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(100℃-20℃)=1.68×105J
(2)当电热水壶正常工作时:I额==2A
R==110Ω
当实际电压为200V时:I实==1.82A
P实== 363.6W
W实=P实t实=363.6W×540s=1.96X105J
(3) 实际上烧开一壶水的加热时间总是要大于理论计算时间,这是因为在实际上烧开水时,首先是燃料不可能完全燃烧,其次,是燃料在燃烧过程中放出的热量有散失,同时壶本身也要吸收热量,这些因素均会造成实际加热时间的延长.
1、电灯泡
生活问题: 白炽灯是人们常用的照明用具,如图1-4-7所示.根据你对白炽灯的了解,请提出两个与物理知识有关的问题,并针对提出的问题作出简要回答.
例如:问题:白炽灯的灯丝用久了为什么会变细?
简答:在高温状态下工作灯丝升华造成的.
(1)问题:
简答:
(2)问题:
简答:
分析点拨: “提出问题”是中考一个新题型,它多采用绘图或描述的方式,展现有关用品及其物理情景,引导学生提问.白炽灯是我们日常生活中常见的一种照明用具,它涉及有许多的物理问题,可以从制造的材料、形状、工作情况等方面提出相应的问题.“提出问题”是科学探索的第一步,该题型有利于考查和培养学生的科学探索的意识及相关能力,本题是针对学生非常熟知的白炽灯和灯头,学生可以提出很多问题并可以做出简答:
解:(1)白炽灯的工作原理是什么?白炽灯是利用电流的热效应工作的.
(2)铁螺扣套为什么有花纹?为了增大灯口螺套和灯头之间的摩擦.
(3)灯泡内为什么要抽出空气?防止钨丝在高温下氧化燃烧.
(4)塑料灯口上盖内的电线为什么要打一个纽扣节?纽扣节承担灯头及灯泡的重力,使电线与灯头接点不受力而不松脱.
(5)灯泡和灯头上哪些由导体组成的?灯丝、灯丝支架、螺丝套和灯头尾触点是由导体组成的.
(6)白炽灯在工作时能的转化是怎样的?等等.
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