第2部分 第41课时 效率(PPT)-【优+学案·赢在中考】2023年中考物理总复习课件(潍坊专用)

物 理 第二部分　专题训练，能力提升 第41课时　效率 　　效率问题是潍坊初中学业水平考试物理考查的重点之一，考查点较为明确，主要涉及能量转化过程，如对电热水、燃烧燃料加热水、太阳能加热水、电动汽车、燃油汽车、重物提升等过程中有效能量（有用功）、总能量（总功）的判断，并进行简单的效率计算. ⁠ 近几年中考题中关于效率的问题以计算题为主，主要研究整个能量转化过程中总能量（总功）、有效能量（有用功）、额外功、效率等的计算. ⁠ 　　（1）解答此类题目的关键是先根据题意，确定情景中对应的有用能量（有用功）和总能量（总功），明确能量转化过程，知道能量转化过程中额外能量（额外功）是如何产生的，然后选择合适的公式进行计算. （2）常见公式如右表.　 水吸热 Q吸＝cmΔt 汽车行驶 W＝Fs 提升货物 W＝Gh 燃料燃烧 Q放＝mq或Q放＝Vq 电功 W＝Pt或W＝UIt 拉力做功 W＝Fs 效率 η＝ ⁠ 　　重难点一　　效率概念的理解 【例1】请从能量转化的角度具体说明以下效率的意义.分析三种情况中，柴油拖拉机效率较低，说明了什么. A.某电热水器工作的效率是87%. B.某电动汽车工作的效率是63%. C.某辆以柴油机为燃料的拖拉机工作的效率是35%. 思路点拨：此过程中，能量是如何转化的？结合使用工具的目的思考，哪部分能量是总能量？哪部分能量是有用的？效率小于1是因为能量不守恒吗？ 自主解答： A.电能转化为水的内能，其中消耗的电能是总的能量，水增加的内能是有用的能量.转化过程中总能量守恒，但是只有87%的电能转化为水的内能，另外13%浪费在导线、容器、周围空气温度升高等方面. B.电能转化为汽车的机械能，其中电能是总的能量，机械能是有用的能量.过程中总能量守恒，只有63%的电能转化为汽车的机械能，另外37%浪费在机械摩擦生热、排热、废气等方面. C.柴油的化学能转化为拖拉机的机械能，其中化学能是总的能量，机械能是有用的能量.过程中总能量守恒，但只有35%的化学能转化为机械能，另外65%浪费在燃料不完全燃烧、机械摩擦生热、排热、废气等方面. 柴油机的效率低，说明在能量转化过程中柴油机的能量利用率低，被浪费的能量所占比例更大. 　　【即学即练1】请解释下列效率的意义. （1）某太阳能电池板的工作效率是16%. （2）某水力发电机发电的效率是40%. （3）某滑轮组在提升一重物时，其机械效率是70%. （1）太阳能转化为电能，其中太阳能是总的能量，电能是有用的能量.此过程中由于能量损耗，只有16%的太阳能转化为电能. （2）水的机械能转化为电能，其中机械能是总的能量，电能是有用的能量.此过程中由于摩擦等导致能量损耗，因此只有40%的机械能转化为电能. （3）将重物提升过程中，拉力做的功是总功，克服货物重力做的功是有用功.过程中由于动滑轮重、绳重和摩擦等，只有70%的总功真正起到提升货物的作用. 　　重难点二　　效率问题计算 　　【例2】如图所示是一款自动上水电热水壶.铭牌如下表所示.若电热水壶内装满水，在额定电压下工作（外界大气压强为1个标准大气压）.求： 　　（1）若瓶内20℃的水加热8 min正好烧开，加热时电热水壶的热效率； （2）已知天然气的热值约为3.6×，燃气灶烧水的效率约为60%，要烧开同样的水需要消耗多少天然气？ 自主解答： 解：电热水壶内装满水时，水的体积V＝1.5 L＝1.5×10－3 m3，由ρ＝可得，水的质量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.5 kg. 将水烧开时，水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.5 kg×（100 ℃－20 ℃）＝5.04×105 J. 加热8 min，电热水壶消耗的电能W＝Pt＝1 200 W×8×60 s＝5.76×105 J. 电热水壶的效率η＝＝＝87.5%. （2）天然气需要放出的热量Q放＝＝＝8.4×105 J， 需要燃烧天然气的体积V＝＝≈0.023 m3. 【即学即练2】（2020·潍坊二模）天然气是潍坊市民常用的一种能源.某用户用天然气炉灶将25 kg水从20℃加热到100℃.已知水的比热容c＝4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值q＝4.2×107 J/m3.求： （1）这些水吸收的热量； （2）通过计算判断，生活中燃烧0.2 m3天然气能否将题目中的水烧开. 解：（1）水吸收的热量 Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×25 kg×（100 ℃－20 ℃）＝8.4×106 J. （2）不计热量损失，W放＝Q吸＝8.4×106 J，则V＝＝＝0.2 m3. 实际情况中不能忽略热量损失，则生活中燃烧0.2 m3天然气不能将题目中的水烧开. ⁠ 1.将规格都是“220 V