内容正文:
押天津卷第20题
热效率计算
物理计算题是天津中考物理考试的必考题型,其中热效率计算是近年来天津中考物理的高频考题。这部分题型主要考查学生两方面的能力:①从题目当中提取有消息的能力②运用所学物理知识,分析、求解未知物理量的能力。对于大多数考生来说,这类型的题目是比较容易的试题类型,这类题的求解过程往往需要遵循一定的物理原理、定律或者规律,命题点本身是相对集中,所以为了增加题目的灵活性,在考题中常常会出现物理模型创新,物理量单位换算等实际问题复杂化的变化方式。
针对天津中考热效率相关计算的知识点考查,主要侧重热传递过程中热量转移环节的能量损失计算,热传递过程中注意热量传递过程中相关物理量的确定,近年来该题型都是依托给水加热的电热模型,其中水的比热容。由于能量传递过程中存在的能量损失,需要考试求解电热问题的热效率。这类问题中也出现热量无损失完全传递的电热变式问题。
热效率计算类问题以结合热、电基本运算规律展开,创建常见生活中的物理模型,围绕使用家用电器加热这一基本思路,对相关物理量进行求解。结合对整体考题延续性研究,本题中以围绕对水加热为基本模型展开点,对不同用途的家用电器使用过程中的电学物理量(电能、电功率、加热效率等)进行设问。本题赋分值为6分,做题时间控制在每题2-3分钟。
必备知识
1.c水=4.2×103J/(kg·℃)
2.无热量损失传递Q吸=Q放
3.水吸收热量:Q吸=cm△t
4.电能计算:W=Pt=I2Rt=U2t/R
5.热效率表示水吸收的热量在消耗电能中的占比
解题技巧
1. 水吸收热量问题解题技巧
根据题目中所给物理量,通过计算公式Q吸=c水m(t-t0)进行直接求解。
题目中的可能出现的变化:
①对所加热的水的质量进行变化。题目中不直接给出水的质量,转而通过容器容积,水的体积等方式间接给出水的质量的物理关系,通过m=ρV求解水的质量。
②对所给温度变化进行变化。题目中通过“升高到”“升高了”等描述对加热过程中水的温度变化情况进行计算技巧变换,此处应注意△t的含义等同于(t-t0)。
2. 用电器消耗电能问题解题技巧
根据题目中所给物理量,通过计算公式进行直接求解,题目中的可能出现的变化:
①已知用电器实际功率与加热时间:W=Pt
②已知用电器工作电压与加热电阻:
③已知用电能表示数变化:W=W2-W1
④已知用电能转盘转过圈数:
3. 加热效率类问题解题技巧
根据题目中所给物理量,通过计算公式进行直接求解,题目中的可能出现的变化:
①求解用电器加热效率:
②求解加热所需时间:
1.(2022·天津卷·20)额定功率为3000W的电热水器正常工作时,把质量为60kg的水从20℃加热到70℃。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),不计热量损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
2.(2021·天津·20)定功率为1000W的电热水壶正常工作时,把质量为1kg的水从20℃加热到100℃。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),不计热量损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
3.(2020·天津·20)小华在天津的家中用电热水壶烧水,将质量为2kg的水从20℃加热到70℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),求水吸收的热量?
型 号
××
额定电压
220 V
额定功率
1000W
频 率
50Hz
4.(2019·天津·20)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示,该电热水壶正常工作时,把1 kg水从20℃加热到100℃用时7min。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的热效率。
5.(2018·天津·20)在如图为某电热器的电路原理图,通过将S置于不同的位置,可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换,对应的额定功率分别为800W和40W。
(1)将开关S接“1”时,电热器处于________(选填“加热”或“保温”)状态。
(2)电热器在加热状态下正常工作,将0.5kg初温为20℃的水加热到100℃,需要多长时间?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),假设电能全部转化为水的内能]
1.如图所示是一款电火锅的简化电路图,额定电压为220V,当开关S0闭合后,锅内温控开关S自动控制小火和大火两种加热状态,大火加热功率为2000W,c清汤=4.2×103J/(kg⋅℃)。求:
(1)用大火将2kg清汤从20℃加热到100℃吸收的热量;
(2)若忽略热损失,用大火将2kg清汤从20℃加热到100℃需要的时间。
2.如图是某学校使用的电开水器,容量为50L,加热功率为6kW。
(1