电热效率以及机械效率计算.docx

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电热效率以及机械效率计算

电热效率以及机械效率计算

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热效率计算

1、一种家庭用电热水壶的额定功率为2000W，该电热水壶经过5分钟可以把1.5Kg初温是20℃的水烧开。

求：

水所吸收的热量是多少？

电热水壶加热水时的效率？

2、某同学家买了一台电热水器，下表是电热水器的一些技术参数。

装满水通电后正常工作40min，水温从25℃上升到45℃。

求：

（1）水吸收的热量。

（c水=4．2×103J／（kg·℃））

（2）热水器的效率。

型号

最大水量

额定电压

额定功率

FED-H50

50kg

220V

2000W

3、一个集热式太阳能热水器，一天（按光照10h计算）能使200kg水的温度从20℃升高到70℃，求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）如果改用热效率为80％的电热水器加热，需消耗多少电能？

4、高效、方便的电热水壶是家庭常用的用电器之一，下面是一种电热水壶的铭牌。

如果用这种电热水壶正常工作时将1kg水从20℃烧到100℃需要5min，求：

（1）水吸收的热量；

（2）电热壶的效率。

型号

WSJ—60

额定电压

220V

额定功率

1600W

水壶容积

1000mL

5、燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具，而电磁炉则是新一代的智能炉具。

为了比较它们的优劣，小明同学进行了相关调查，得到的有关数据见下表。

（1）在一个标准大气压下，小明想把一壶盛有质量为2kg温度为20℃的水烧开，所需热量是多少？

（2）若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧多少燃气?

（3）若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗多少度的电能?

6、小琳家有一台电热水壶，为了测量它烧水时的热效率，她和父亲合作进行了如下实验：

关掉家里所有用电器，只将该电水壶装了2kg、30℃的水，接入家庭电路中，观察到家中标有2000r/（kW•h）字样的电能表恰好转过150转（r）时，壶中水的温度上升到55℃，已知水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），求在此过程中：

（1）电热水壶中水吸收的热量；

（2）电水壶烧水的热效率。

7、某电水壶的铭牌信息如图14所示，此电水壶装满初温为20℃的水，在额定电压下将水烧到100℃用了7min。

求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？

8、如图是啸宇家新买的一台快速电水壶，这台电水壶的铭牌如下表。

为了测量该电水壶烧水时的实际功率，啸宇用所学知识和爸爸合作进行了如下实验：

关掉家里所有用电器，将该电水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从25℃上升到35℃所用的时间是50s,同时观察到家中“220V10A（40A）3200r/（kw.h）”的电能表表盘转了80圈。

请根据相关信息解答下列问题。

〔C水=4.2

×103J/（kg.℃）〕

1电水壶中水的质量；

2电水壶烧水时的实际功率；

3电水壶加热的效率；

9、某电热水壶的铭牌如图所示，用这个电热水壶将0.5kg、温度为23℃的水烧开，所需时间是3min．假设烧水的环境在1标准大气压下，电热水壶正常工作．求：

（1）电热水壶正常工作时的电阻；

（2）水被烧开所吸收的热量；（3）电热水壶的热效率．

10、为了测定某额定功率为1000w的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水，让热水器正常工作，并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况图，求：

（1）加热2min，水的温度升高了多少？

（2）加热6min，水吸收了多少热量？

（3）电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的热量之比，该热水器正常工作时的效率为多少？

11、家用电器使用日益广泛，好学的晓明突发奇想，想检验电热水壶和电饭煲谁的热效率高。

如图所示是晓明家两种电器及铭牌。

下表是晓明在使用这两种电器（正常工作）烧水时所记录的数据。

电热水壶

电饭煲

装水质量/㎏

1.8

1.8

水的初温/℃

20

20

水烧开时间/s

480

840

（1）在1标准大气压下，把电热水壶中的水烧开，水需要吸收多少热量？

（2）试通过计算说明电热水壶和电饭煲的热效率谁高。

12、小杨家买了一个家用电吹风，如图甲所示，简化电路如图乙所示，主要参数如表格中所示。

则（不考虑温度对电阻的影响）：

（1）选择开关应旋至何处时，吹风机吹的是热风？

此时电路中的总电流多大？

（计算结果保留一位小数）

（2）当电路供电电压为110V时，吹风机电热丝的实际功率为多大？

13、一个电热毯的简易电路图如图所示，R1是电热毯的电热丝，R2是定值电阻．当开关S闭合时，电热毯才处于高温加热状态，额定加热功率为110W；当开关S断开时，电热毯处于保温加热状态．求：

（1）R1的阻值；

（2）该电热毯处于高温加热状态时，10min消耗的电能；（3）已知R2的阻值为660Ω，当电热毯处于低温加热状态时，R1的实际功率为多少？

14、下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图14所示，R1和R2均为电热丝。

求：

（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能；

（2）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流；（3）电路中R1的阻值。

15、下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息．经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态．为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从20℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kw•h”字样的电能表转盘转过120转（r）．根据以上信息，求：

（1）电阻R1的阻值（不考虑温度对阻值的影响）；

（2）饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量；

（3）饮水机加热时的实际功率；

（4）饮水机此加热过程中的热效率．

机械效率计算

1．在农村常有家庭挖井取水，小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为150N的土从井中匀速提升4m，拉力做的功W随时间t的变化图像如图（乙）所示．不计绳重和摩擦．

求：

（1）有用功；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）拉力的大小；

（4）动滑轮的重力．

2．如图，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s。

求：

（1）木箱A沿斜面方向的运动速度。

（2）小王对木箱做功的功率。

（3）斜面的机城效率。

3．如图所示，工人用200N的拉力，在15s的时间内，将重500N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，求：

（1）该过程中拉力所做的总功；

（2）该滑轮组的机械效率；

（3）不计绳与滑轮组间的摩擦及绳重时，动滑轮的重力.

4．如右图所示，斜面长S=10m，高h=4m。

用沿斜面方向50N的推力F，在10s内将一个重为100N的物体由斜面底端匀速推到顶端。

求：

（1）推力的功率；

（2）运动过程中物体克服摩擦力所做的功；

（3）斜面的机械效率。

5．如图所示，工人用滑轮组匀速提升重为400N的物体，所用的拉力为250N，在5s内物体升高的高度为2m．不计绳重和摩擦，此过程中，求：

（1）动滑轮的重；

（2）拉力的功率；

（3）此时滑轮组的机械效率；

（4）若为了加快工作进度，仍用该滑轮组，每次提升的物体重为800N，则需多大的拉力？

6．如图所示是南京长江三桥工地上一台起重机吊臂上的滑轮组，它在50s内将重为2.4×104N的钢材匀速提高10m.已知拉力F为104N.则这个过程中：

（1）拉力F做了多少功？

拉力F的功率多大？

（2）滑轮组的机械效率多大？

（3）题中少了哪两个数据仍能求出滑轮组的机械效率？

7．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像（不计绳重和摩擦）

（1）求动滑轮的重力；

（2）当滑轮组的机械效率最大时，绳子的拉力；

（3）求该滑轮组的最大机械效率．

8．如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N（不计绳重及摩擦）．求：

（l）对重物做的有用功是多少？

（2）人拉绳子做功的功率是多少？

（3）如果用此滑轮组匀速提升一个重为300N的物体，则拉力是多少？

滑轮组的机械效率是多少？

9．用如图所示的滑轮组提升重物，当作用在绳子自由端的拉力为100N时，能匀速提起重力为240N的物体．不计摩擦和绳重，求：

（1）动滑轮重为多少？

（2）若绕绳能承受的最大拉力为200N，则该滑轮组的最大机械效率为多大？

10．如右图所示，已各斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。

利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。

在此过程中：

（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？

（2）绳端移动的距离是多少？

（3）拉力的功和功率各是多少？

（4）拉力的机械效率是多少？

11．雅安地震后重建家园的某工地上，工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为10s。

求：

（1）在图中画出滑轮组的绕线情况；

（2）在图中画出建材所受重力G的示意图；

（3）此过程中该装置的机械效率；

（4）工人做功的功率。

12．如图所示，工人师傅在给卡车装货物时，找来一块5m长的木板搭成斜面，他只用600N的推力就把重1600N的大箱子送上1.5m高的车厢，耗时12s。

求这一过程中：

（1）工人做的功和功率；

（2）此斜面的机械效率；

（3）为了能省更多的力，工人师傅可采取方法。

13．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为180N的泥桶，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

若工人在5s内将泥桶匀速提高了2m，滑轮组的机械效率为90%．

求：

（1）工人使用滑轮组时做的有用功、拉力做的总功。

（2）工人拉绳子的力。

（3）动滑轮的重量。

14．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将质量为100kg的重物匀速提升2m，已知滑轮组的机械效率为80%，在提升重物过程中克服摩擦所做的功是294焦耳．（g=10N/kg）

求：

（1）工人做的有用功；

（2）总功；

（3）工人的拉力的功率；

（4）动滑轮重．

15．如图所示，用滑轮组拉着重1000N的物体P沿水平地面以0.5m/s的速度匀速向右运动了6s，物体受到地面的摩擦力是200N,拉力F是125N,求：

（1）拉力F做的有用功；

（2）该滑轮组的机械效率；

（3）拉力F的功率。

16．一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（不计摩擦和绳重），站在地上将400N重的货物经过10s匀速提高4m，所用的拉力是250N，求：

（1）这个工人做功的功率是多少？

（2）此时滑轮组的机械效率是多少？

（3）若把800N的重物提起，工人至少要用多大的拉力？

17．小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。

用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。

（忽略摩擦及绳重）求：

（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。

（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？

说明理由。

18．如下图所示，A物体G=30N，在水平向右拉力F的作用下，能以10cm/s的速度在水平面上作匀速运动．已知拉力Ｆ=6Ｎ,滑轮组在使用时的机械效率为80%,

求：

（1）物体受到水平地面的摩擦力大小？

（2）5s内拉力F所做功的大小？

19．用如图所示滑轮组提升重物．人用50N的拉力F，15s内使重为90N的物体匀速上升了3m．不计绳重和摩擦，求：

（1）动滑轮的重．

（2）人拉绳子做功的功率．

（3）滑轮组的机械效率．

（4）如果用同一滑轮组只改变绕线方法，提升相同的重物，机械效率

如何变化？

。

20．如图所示，杠杆在竖直向下的拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集到的数据：

物重G/N

OA/m

OB/m

A端上升的高度hA/m

B端下降的竖直距离hB/m

40

0.8

0.4

0.2

0.1

（1）若不计杠杆自身重力和摩擦，求拉力F的大小；

（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。

21．如图所示：

某人用40N的拉力，使物体A在10s匀速上升5m，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%。

求:

（1）有用功为多少？

（2）人的功率为多大？

（3）若绳能承受的最大拉力为50N，此装置的机械效率可提高到多少？

（解答要求：

写出依据的主要公式或变形公式，有数据代入，答案中必须明确写出数值和单位）

22．利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m，已知滑轮组机械效率是80％（不计绳重和摩擦），求：

（6分）

（1）提升重物时做的有用功为多少?

（2）作用在绳子自由端的拉力为多大?

（3）用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是多大?