24微专题三 热效率的相关计算-2022江西物理【智乐星中考·命题研究】精讲本

精讲本 2022 江西 物理 1 微专题三　热效率的相关计算 电热效率的相关计算 分析近10年江西真题发现，电热效率的相关计算考查了7次，以家用电器(榨汁机、暖奶器、爆米花机、电热水壶、足浴盆、电饭煲)为背景在计算题中结合其他知识综合考查，分值在7～8分。 命题研究 命题研究 3 (2)解答电热效率相关计算时要根据题中提供的情景中的相关物理量来找准对应的物理公式，明确已知量与未知量之间的关系，寻找不同物理过程中的关键物理量来确定联系。 命题研究 4 (2020·江西)冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用。如图甲所示是小丽制作的“能加热的榨汁杯”，其内部电路简化结构示意图如图乙所示，该榨汁杯的部分参数如表所示。求： 命题研究 5 榨汁杯部分参数表 额定电压 220 V 加热功率 300 W 保温功率 80 W 榨汁功率 66 W 容量 300 mL 命题研究 6 (1)仅榨汁时的正常工作电流。 (2)R2的阻值。 (3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%，给杯子盛满果汁并加热， 使其温度升高30 ℃，需要加热多长时间。[c果汁＝4×103J/(kg·℃)， ρ果汁＝1.2×103 kg/m3] 命题研究 命题研究 命题研究 命题研究 命题研究 力热效率的相关计算 分析近10年江西真题发现，力热效率的相关计算仅在2014年19题中以汽车为背景结合其他知识综合考查，分值为7分。 命题研究 命题研究 (2)解答力热效率相关计算时要根据题中提供的情景中的相关物理量找准对应的物理公式，明确已知量与未知量之间的关系，寻找不同物理过程中的关键物理量来确定联系。 命题研究 (2020·辽宁营口)2020年2月13日，一批增援武汉的军队医护人员乘6架国产运－20运输机抵达武汉天河机场(如图所示)，每架飞机及运送的人员和物资总质量为210 t，着陆后，轮胎与地面总接触面积为4.2 m2，本次航程1 200 km，匀速飞行过程中受到的平均阻力是9×104 N，发动机的效率是40%(航空煤油的热值是4.5×107 J/kg，g取10 N/kg)。求： (1)飞机降落后，静止时对水平地面的压强。 (2)本次航程，每架飞机发动机牵引力所做的功。 (3)本次航程，每架飞机需要航空煤油的质量。 命题研究 15 命题研究 命题研究 命题研究 点击进入Word版 19 【方法指导】 (1)计算电热效率常考查以下计算公式及其变形公式 ①欧姆定律：I＝eq \f(U,R)； ②电功：W＝UIt，W＝I2Rt＝eq \f(U2,R)t(适用于纯电阻电路)； ③电功率公式：P＝eq \f(W,t)＝UI，P＝I2R＝eq \f(U2,R)(适用于纯电阻电路)； ④吸、放热公式：Q＝cmΔt； ⑤电热转化效率公式：η＝eq \f(Q吸,W电)×100%。 思路点拨 (1)根据表格数据可知榨汁功率，根据P＝UI求仅榨汁时的正常工作电流。 (2)由电路图乙可知，只闭合S2时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最大，总功率最小，处于保温状态；同时闭合S2、S3时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，根据并联电路特点可知，R2的电功率等于加热功率减去保温功率，根据并联电路的电压特点和P＝UI＝eq \f(U2,R)求R2的阻值。 (3)根据ρ＝eq \f(m,V)的变形式m＝ρV求出杯子盛满果汁时果汁的质量， 利用Q吸＝cmΔt求果汁吸收的热量；根据η＝eq \f(Q吸,W)×100%求榨汁杯 消耗的电能，最后根据P＝eq \f(W,t)求需要的加热时间。 解：(1)仅榨汁时的正常工作电流： I＝eq \f(P,U)＝eq \f(66 W,220 V)＝0.3 A。 (2)仅闭合开关S2和S3时，榨汁杯处于加热挡；仅闭合开关S2时，榨汁杯处于保温挡， 则R2的功率：P2＝P－P1＝300 W－80 W＝220 W， 所以R2的阻值：R2＝eq \f(U22,P2)＝eq \f(（220 V）2,220 W)＝220 Ω。 (3)果汁质量： m＝ρV＝1.2×103kg/m3×300×10－6m3＝0.36 kg， 果汁吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4×103J/(kg·℃)×0.36 kg×30 ℃＝4．32×104 J； 消耗的电能：W＝eq \f(Q吸,η)＝eq \f(4.32×104 J,90%)＝4.8×104 J； 所以加热时间：t＝eq \f(W,P)＝eq \f(4.8×104 J,300 W)＝160 s。 【方法指导】(1)计算力热效率常考查以下计算公式及其变形公式 ①速度公式：v＝eq \f(s,t)； ②固体压强公式：p＝eq \