初中物理热电力综合训练题(带答案).doc

热量内能综合题
1、用简易太阳能热水器代替燃料加热水不仅很方便，还能节约能源，如果水箱内装水60 kg，玻璃盖面积为0.84 m2，地球上垂直于太阳光线的表面太阳辐射热为7.56×104J/(min·m2)，水箱吸收太阳能的效率为50％。如果在不考虑水散热的情况下，随时调整水箱位置，使太阳光总能垂直射入玻璃盖，请计算晒水4小时后水温升高多少？
解：由题意知太阳照射4小时水箱传递的太阳能为：
W太 = aSt = 7.56×104J/(min·m2)×0.84 m2×4×60 min = 1.524×107J
根据水箱吸收太阳能的效率为50％，则水箱中水所能吸收的热量为：
Q吸= W太×η =1.524×107J×50％ = 7.62×106J
根据Q吸=cm△t 所以水箱内的水温升高为：
△t = Q吸/cm = 7.62×106J/﹝4.2×103J/(kg•℃)×60kg﹞≈ 30.24℃
点评：由题意根据已有的经验写出类似的公式也是一种能力的表现，在考试中要引以重视。

2、空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量Q，消耗的电能为W，通过热交换使水吸收的热量为Q吸，即Q吸=Q+W，所以它的热效率（Q吸/W的值）可以达到300%～500%．已知某型号空气能热水器的热效率为400%，电功率为1400W，当用此热水器将100kg的水从15℃加热到55℃时[水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg]．求：
（1）水吸收的热量；
（2）水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所释放的热量；
（3）空气能热水器完成上述加热过程所用的时间．
分析：（1）知道水的质量、比热容、升高的温度，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量．
（2）由题知Q吸=Q放，知道水需要的热量和干木柴的热值，利用m=Q/q得到需要的干木柴质量．
（3）水吸收的热量如果用空气能热水器加热，利用已知中的η2= Q吸/W= Q吸/Pt列出等式，求出利用空气能热水器需要的时间．
解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（55℃-15℃）=1.68×107J；
（2）由题知，Q吸=Q放，需要的干木柴质量：m= Q放/ q=1.68×107J/1.2×107J/kg=1.4kg；
（3）由题意的η= Q吸/W=Q吸/Pt=400%，
即1.68×107J/1400W×t=400% 解得t=3×103s
点评：空气能热水器属于新产品，针对新产品，重大事件设计物理问题，都是中考的热点，一定要关注．

力热综合题
1、随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求： (1)这些汽油完全燃烧放出的热量； (2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
解：(1)10L汽油的质量为 m = ρ V = 0.7×103 kg/m3×10×10-3m3= 7kg
10L汽油完全燃烧放出的热量Q放= m q =7kg×4.6×107J／kg=3.22×l08J
(2) 10L汽油完全燃烧放出的热量转换成的机械功为
W有= Q放 η = Q放×30%=3.22×l08J×30%=9.66×107J
所以轿车获得的动力为：F= W有/s = 9.66×107J/100×103m = 966N
∵车匀速直线行驶 ∴ f= F= 966N

2、如右上图所示，在青海玉树抗震救灾中，解放军部队某战士用150kW的铲车清理废墟。若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的。若柴油发电机的热效率为34.5%。
（q柴=3.3×107J/kg）求：（1）在推土过程，铲车受到的阻力。 （2）在举高过程，铲车所做的功。
（3）整个过程消耗柴油多少千克？
解：（1）由s=v t得： v= s/t = 3m/5s = 0.6m/s
∵铲车匀速前进，∴铲车受到的阻力f = F = P/V =150×103W/0.6m/s = 2.5×105N
(2) 铲车所做的功：W1 = Gh = mgh= 1.5×103kg×10N/kg×3m = 4.5×104J
(3) 铲车匀速前进时做功：W2= Fs= 2.5×105N×3m = 7.5×105J
铲车整个过程做的总功：W=W1+W2=4.5×104 J +7.5×105J=7.95×105J
设柴油燃烧放出的热量为Q，由题意知Q×34.5%=W
则Q= W /34.5%=7.95×105J /0.345=2.3×106J 全品中考网
由Q=m柴q得柴油的质量m柴=Q/q=2.3×106J÷3.3×107J/kg = 0.07kg

3、某汽车发动机的功率为294KW，以36Km/h的速度匀速行驶，经过了200Km时，消耗汽油50kg，其中汽油的热值是46×107J/kg，求发动机的效率
解：汽车行驶完200所用的时间为：t = s/v =200km÷36km/h =2×104s
汽车共做功：W = Pt =2.94×104W×2×104s = 5.88×108J
汽油完全燃烧放出的热量为：Q = mq = 50kg×4.6×107J/kg = 2.3×109J
汽车发动机的效率为：η = W/Q = 5.88×108J÷2.3×109J = 25.6%

4、单缸汽油机的飞轮每分钟转300转，第三冲程燃气对活塞的压强为5×105Pa（假设压强在整个过程中不变），活塞冲程长为0.3m，活塞的横截面积为120cm2，求这个汽油机的功率。
解： ∵每分钟飞轮转300转，∴每分钟做功n =300÷2 = 150（次）
燃气对活塞的压力F = p s 所以做一次功W = Fs = p SL
所以1分钟做功 W总 = nW = n p SL
由P = W/t 得该汽车的功率：
P = W总/t = （150×5×105 Pa×1.2×10-2m2×0.3m）/ 60s = 4500 W

5、一瀑布高70m，水从瀑布顶上流下，假设水的重力做的功全部转化成内能，其中60%被水吸收，水温能升高多少摄氏度？（c水=4.2×103J/（kg•℃） g=10N/kg）
解：设水的质量为m， 重力做功：W=Gh=mgh， 由题知，Q吸=W×60%=mgh×60%，
∵Q吸=cm△t
∴水的温度的升高值：
△t= Q吸 / cm= mgh×60% /﹝4.2×103J/(kg•℃)×m﹞=10N/kg×70m×60%/4.2×103J/(kg•℃)=0.1℃．

6、目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。
（1）大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图7中汽油机工作时的能流图补充完整。

图7

（2）发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下：
①测试数据：汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为V0(L)，发动机输出功率为P0(kW)；②使用燃料：93#汽油[热值为q0(J/kg)、密度为ρ0(kg/m3)］．
请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率。
解：（1）克服摩擦要耗能量；废气要带走热量。
（2）η = = = = =
点评：有些计算题为了突出物理原理和公式，减少数值的计算量，计算过程往往用代数式表达（即象这题用已知字母表示结果）

7、据估计，全国一年可产生城市生活垃圾约5.6×108t，焚烧生活垃圾释放的热量为我所用，是综合利用垃圾的一种方法。若燃烧1t生活垃圾可以放出1.176×1010J的热量，问：
（1）1.176×1010J的热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量?
（2）1.176×1010J的热量可以在一个标准大气压下将多少体积的水由20℃加热到沸腾?
（ρ水=1.0×103kg／m3，c水=4.2×103J／(kg·℃)，q焦碳=3.0×107J／kg）
解：（1）∵ Q = mq ∴m焦碳 =Q /q焦碳=1.176×1010J/3.0×107J／kg=392kg \（2）根据Q=c水m水Δt可得，1.176×1010J的热量可以在一个标准大气压下将多少kg的水由20℃加热到沸腾
m水= Q/c水Δt=1.176×1010J/4.2×103J／(kg·℃)×80℃=3.5×104kg
根据m水=ρ水V可得，被加热水的体积为V=m水/ρ水=3.5×104kg/1.0×103kg／m3=35m3

8、武汉等地生产的混合动力汽车将服务北京奥运．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．
（1）根据以上描述，请你说出一种混合动力汽车不同于普通汽车的优点． ．
（2）下表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数（其中容量即为电荷量），试求该蓄电池组最多可储存多少电能．
（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下图所示．试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）．
分析：（1）混合动力汽车不同于普通汽车的优点：在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放．（2）已知电压300V，容量100Ah，根据W=UQ可求出蓄电池储存的电能；
（3）已知燃油的质量4.475kg，燃油的热值为4.0×107J/kg，根据Q放=mq可求出燃油放出的热量，由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，由速度50km/h和时间0.5h，根据S=Vt求出距离，根据W=FS求出做的功，已知蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%，可求出转化成的电能，这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，最后根据η= W有用/W总×100%求出内燃机的效率．
电压/v
300
功率/w
30
容量/Ah
100
质量/kg
320
解：（1）混合动力汽车不同于普通汽车的优点：在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放．
（2）蓄电池储存的电能：W=UQ=300V×100A×3600S=1.08×108J；
（3）燃油放出的热量：Q放=mq=4.475kg×4.0×107J/kg=1.79×108J，
汽车通过的路程：S=Vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，
由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，
牵引力做的功：W1=FS=2000N×25000m=5×107J，
转化成的电能：W2=1.08×108J×（80%-60%）=2.16×107J，
所以：W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J， W总=Q放=1.79×108J，
内燃机的效率：η= W有用/W总×100%=7.16×107J/1.79×108J×100%=40%．

电热综合题
1、目前我国大力提倡节约型社会理念，在城乡家庭中广泛使用一种高效节能灯（如图）．一支功率为11W的节能灯亮度相当于60W的白炽灯．下面有三个相关问题请你帮助解决：
（1）一只额定功率为11W的这种节能灯，正常发光时电流是多少？
（2）将60W的白炽灯改用llW的这种节能灯，每晚按5h算，一个月（30天）能节约多少kW•h的电？
（3）节约的这些电能可将多少千克20℃的水烧至100℃？[C水=4.2×103J/kg•℃），计算结果保留一位小数]．
解：（1）节能灯正常工作时的功率为11W，根据P=UI可得，正常工作时的电流：
I= P白/ U=11W/220V=0.05A

（2）一个月能节约的电能：
W节约=P节约t=（P白-P节）t=（60×10-3kW-11×10-3kW）×5h×30=7.35kW•h

（3）节约的电能：W节约=7.35 kW•h=7.35×3.6×106J=2.646×107J
∵W节约=Q吸=cm（t-t0）
∴烧开水的质量：m= Q吸/ c(t−t0)= 2.646×107J /〔4.2×103J/(kg•℃)×(100℃−20℃)〕≈78.8kg．

2、小王家中有一电热水壶，铬牌上标有“220V 1210W”字样，壶中装有1.5kg，20℃的水，通电8.4分钟壶内的水沸腾（1标准大气压下），电热水壶的电阻不变．请问：
（1）水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）若电热水壶产生的热量全部被水吸收，则电热水壶工作时的实际功率是多少？
（3）这时小王家电路的实际电压是多少？
（4）若小王家只有电热水壶工作，他家中标有“200Or/kW•h”字样的电能表的表盘转了多少圈？

解：（1）Q吸= cm△t = 4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg ×（100℃-20℃）=5.04×105J
（2）由题知：W=Q吸=5.04×105J， P实=W/t=5.04×105J/504s=1000W
（3）电热水壶的电阻：R = U额2/P额 = (220V)2/1210W =40Ω，
∵P实= U实2/R ∴U实=√P实R =√ 1000W×40Ω = 200V
（4）W=5.04×105J=0.14kW•h n=0.14kW•h×2000r/kW•h=280r．

3、小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器．平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热．热水器铭牌如下．
（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？
（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量？（1L=10-3m3 ）
（3）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要多少m3天然气？（天然气的热值为4.0×107J/m3）
（4）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到35℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能）
××牌热水器
型号HM-20
集热管数28支
额定频率50Hz
水箱容积200L
集热管管长180cm
额定电压220V
防水等级A
系统承压3.0MPa
额定功率4400W

分析：（1）由电热水器的铭牌信息可知额定电压及额定功率，则由功率公式可求得正常工作时的电流；再利用欧姆定律可求得电阻；
（2）已知水的体积和密度，根据公式m=ρV可求水的质量；再利用公式Q吸=cm（t-t0）可求水吸收的热量；
（3）由题知，Q吸=Q放=Vq，据此求需要天然气的体积；
（4）求出水从35℃加热到50℃吸收的热量，由题知W电=Q吸，再由公式t= W/P求电加热器正常工作时间．

解：（1）∵电热水器正常工作， U额=220V P额=4400W
∵P=IU ∴电热水器正常工作时的电流：I额 = P额/U额= 4400W/220V = 20A
热水器电热丝的电阻：R=U/I=220V/20A=11Ω；
（2）水的质量：m=ρ水V=1000kg/m3×200×10-3m3=200kg
吸收太阳的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃-20℃）=2.52×107J
（3）由题知，Q吸=Q放=Vq，所以需要天然气的体积：V= Q放/q=2.52×107J/4.0×107J/m3=0.63m3
（4） 水从35℃加热到50℃吸收的热量：
Q吸′=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃-35℃）=1.26×107J
由题知，W电=Q吸′， ∴电加热器正常工作时间：t = W电/ P =1.26×107J/4400W ≈2864s．

4、张华同学家新买了一台电热水器，说明书的部分内容如右表所示．张华按说明书要求给热水器装满水，通电30min，观察到热水器上温度计示数由24℃上升到40℃．求：
（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（㎏•℃）]
（2）电热水器加热过程中消耗的电能是多少？
（3）在上述烧水过程中，热水器的效率是多大？
（4）比较（1）、（2）两问计算结果，你认为违背能量守恒吗？为什么？
分析：（1）知道水箱的容积，利用密度公式求水的质量，根据公式Q吸=cm△t求水箱中水吸收的热量；
（2）知道输入功率（加热功率），根据公式W=Pt可求电热水器加热过程中消耗的电能；
（3）水吸收的热量为有用能量，消耗的电能为总能量，利用效率公式求热水器的效率；
（4）根据计算结果比较，没有违背能量守恒，因为能量有散失．

解：（1）水箱里水的体积：v =50L=0.05m3，水箱里水的质量：m=ρv =1000kg/m3×0.05m3 = 50kg
水箱中水吸收的热量：Q吸 = cm△t = 4.2×103J/（kg•℃）×50kg ×（40℃-24℃）=3.36×106J
（2）电热水器加热过程中消耗的电能：W电 = P t = 2000W×30×60s = 3.6×106J
热水器的效率：η= Q吸/ W电 = 3.36×106J / 3.6×106J ≈ 93.3%
（4）电热水器消耗的电能没有被水全部吸收，有部分能量散失了，水箱也吸收了部分热量，不违背能量守恒定律．

水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
440W
保温功率
40W
5、如左图是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，如图是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态
（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃．需用时14min[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求此加热过程中：
①水吸收的热量； ②饮水机的加热效率．
（3）求电阻R1的阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）．

分析：（1）由表格可知：加热状态下的功率，利用公式I= P/U即可求得正常工作时电路中的电流；
（2）先求出水的质量，再根据公式Q吸=cm（t2-t1）求出水吸收的热了，根据W=Pt求出电流做的功，最后代入效率公式，即可求解；
（3）当S闭合时，饮水机处于加热状态，电路中只有R2在工作，利用R=U2/P 求出R2的阻值；当S断开时，饮水机处于保温状态，此时R1、R2串联，根据R= U2/P求出总电阻，然后利用电阻的串联求出R1的阻值．
解：（1）由表信息可知：饮水机正常工作时电路中的电流：I= P/U =440W/220V=2A．
（2）热水箱中的水质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水吸收的热量：Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（90℃-20℃）=2.94×105J
电流做的功：W=Pt=440W×14×60s=3.696×105J，
∵该电路是纯电阻电路 ∴Q放=W
饮水机的加热效率：η= Q吸/ W×100%=2.94×105J/3.696×105J×100%≈79.5%．
（3）当S闭合时，饮水机处于加热状态
R2= U2/P=(220V)2/440W=110Ω
当S断开时，饮水机处于保温状态P保温= U2 /R总=(220V)2 / (R1+R2)=40W
所以R1=1100Ω．

6、目前市场上出现了一种新型热水器--空气能热水器，也称空气源热水器，它是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量为Q1，消耗的电能为Q2，通过热交换使热水得到的能量为Q3，即Q3=Q1+Q2．所以它的热效率（Q3/Q2的比值）可以达到300%～500%．问：
（1）若电热水器的热效率是80%，空气能热水器的热效率是400%，现将100kg的水从15℃加热到55℃，使用电功率都是1400W的电热水器和空气能热水器分别耗电多少？所用时间分别是多少？
（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））
（2）请你根据以上计算说明，空气能热水器与电热水器相比，有哪些优点？

解：（1）Q3=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（55℃-15℃）=1.68×107J，
W电=Pt1=1400W×t1， Q3=η1W电， 1.68×107J=80%×1400W×t1， ∴t1=1.5×104s，
W电=Pt1=1400W×1.5×104s=2.1×107J． Q2=W=Pt2，
η2= Q3/ Q2= Q3/ Pt2， 400%=1.68×107J/1400W×t2， ∴t2=3×103s，
W=Pt2=1400W×3×103s=4.2×106J．
（2）将100kg的水从15℃加热到55℃，电热水器用时1.5×104s，耗电2.1×107J．
空气能热水器用时3×103s，耗电4.2×106J．所以空气能热水器节能、节时．

额定电压
220V
最大加热功率
1100W
电源频率
50Hz
加热功率
＞92%
防触电保护类
Ⅰ类
7、小雨家最近买了一台微波炉，微波炉说明书中的铭牌如下表所示．求：
（1）在使用最大加热功率加热时，小雨家干路电流增加多少？
（2）小雨对铭牌中加热效率大于92%有点怀疑，他动手进行了测量．他用容积是330mL的空矿泉水瓶装满20℃的水，倒入专用塑料杯中，放进微波炉，用最大加热功率加热1min，取出后测得水的温度为64℃，请你通过计算帮助小雨判断铭牌中中热效率大于92%是否可信．
[c水=4.2×103J（kg•℃）]．
分析：（1）知道最大加热功率和额定电压，由电功率公式P=UI计算电流；
（2）由密度公式计算出水的质量，由热量公式计算水吸收的热量（有用能量），由电功公式计算电流做的功（总能量），再计算效率后进行比较得出结论．
解：（1）在使用最大加热功率加热时，干路增加的电流：I=P/U=1100W/220V=5A；
（2）330ml水的质量：m=ρV=1000kg/m3×330×10-3m3=0.33kg，
水吸收的热量：Q吸=cm△t=4200J/（kg•℃）×0.33kg×（64℃-20℃）=6.1×104J，
1min消耗的电能：W=Pt=1100W×60s=6.6×104J．
η= Q吸/ W×100%=6.1×104J/6.6×104J×100%≈92.4%，
由此可知，铭牌中热效率大于92%可信．
8、电和液化气是人们目前较普通使用的环保又清洁的能源，面对液化气的价格日益增长，小旺同学想将家中的液化气灶换成电磁炉．因此想比较电磁炉和液化气炉的耗能费用，小旺进行如下调查，他分别用电磁炉和液化汽炉烧开质量为4kg的水，获得数据如下：电磁炉在实际电压下工作的功率是1500W，水温从20℃加热到100℃用了16min；而在相同的情况下改用液化气炉加热，液化气的热值为3.5×107J/kg，设液化气炉的加热效率为60%，本地电价为每度0.5元，液化气价格为每千克6元，问：
（1）将4kg的水由20℃加热到100℃需要吸收多少热量？
（2）该电磁炉的加热效率多少？
（3）通过计算，用电磁炉和液化气炉哪一种器具耗能更低？
分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）知道电磁炉的功率，利用W=Pt求消耗的电能（总能量），利用效率公式求电磁炉的效率；
（3）由题知，Q吸=Q放×60%=mq×60%，据此求出需要液化气的质量及消费，和使用电磁炉作比较得出答案．
解：（1）水吸收的热量：Q吸 = cm△t = 4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃-20℃）=1.344×106J；
（2）消耗的电能：W=Pt=1500W×16×60s=1.44×106J，
电磁炉的效率：η=Q吸/ W=1.344×106J/1.44×106J≈93.3%；
（3）由题知，Q吸=Q放×60%，Q放= Q吸/η′=1.344×106J/60%=2.24×106J，
需要液化气的质量：m气= Q放/q=2.24×106J/3.5×107J/kg=0.064kg；
消费：6元/kg×0.064kg=0.384元；
消耗的电能：W=1.44×106J=0.4kW•h，
消费：0.5元/kW•h×0.4kW•h=0.2元，
由计算可知，用电磁炉耗能更低、消费低．
9、电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保．如图是某型号电压力锅工作电路简图，表中是其部分参数．其中R1是主加热器，R2是保压加热器． 接通电路后，开关s自动与触点a接通，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．现将3L初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min．已知消耗的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求：
（1）电压力锅在加热状态时的电流．
（2）电压力锅多少秒后开始保压？
（3）电压力锅在此30min内消耗的电能．
分析：（1）加热状态时的功率等于主加热器额定功率和保压加热器额定功率之和，根据P=UI求出电压力锅中的电流；
（2）先根据密度公式求出水的质量，再根据Q吸=cm（t-t0）求出水温度达到105℃时吸收的热量，利用效率公式求出消耗的电能，再根据W=Pt求出电压力锅多需要多少时间开始保压；
额定电压（V）
220
主加热器额定功率（W）
800
保压加热器额定功率（W）
200
保压温度（℃）
105
最大容积（L）
5
（3）30min减去加热到保温的时间极为保温时的时间，根据W=Pt求出保温时消耗的电能，然后加上加热时消耗的电能即为电压力锅在此30min内消耗的电能．
解：（1）电压力锅在加热状态时的功率P主加热=800W，P保压加热=200W，
根据P=UI可得，电压力锅中的电流：
I=（P主加热+ P保压加热）/U =（800W+200W）/ 220V ≈4.5A
（2）根据ρ= m/V可得，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×3×10-3m3=3kg
水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（105℃-25℃）=1.008×106J
∵η= Q吸/W加热×100%=90%，
∴消耗的电能：W加热= Q吸/η =1.008×106J/ 90%=1.12×106J
根据W=Pt，电压力锅加热到开始保压的时间：t加热= W加热/P加热=1.12×106J/1000W=1120s
（3）此30min内保温的时间：t保温=t-t加热=30×60s-1120s=680s，
保温时消耗的电能：W保温=P保温t保温=200W×680s=1.36×105J，
电压力锅在此30min内消耗的电能：W=W加热+W保温=1.12×106J+1.36×105J=1.256×106J．
10、随着社会的进步，人们生活水平不断提高，电冰箱已成为现代家庭不可或缺的家用电器，右表是小明家某品牌电冰箱的铭牌．周末小明全家到外婆家看望外婆，他们从星期六上午10：00出门到星期天上午10：00回家的这一天中，他家的用电器只有电冰箱工作（正常且自动间歇），且他们出门和回家时电能表前、后两次的示数如图所示，则：
（1）该电冰箱正常工作时的电流是多少？
（2）电冰箱在这一天中实际停机的时间是多少小时？（计算结果保留一位小数）
（3）电冰箱主要工作部件是压缩机（压缩机实际是一个电动机），电冰箱正常工作时压缩机将电能转化为机械能和内能，如果压缩机线圈的电阻是8Ω，那么电冰箱正常工作时压缩机的机械功率是多少瓦？
型号
ABC66
额定电压
220V
额定功率
110W

解：（1）∵P=UI， ∴电冰箱正常工作时的电流：I=P/U=110W/220V=0.5A
（2）电冰箱实际消耗的电能：W=W1-W2=5653.7kW•h-5652.8kW•h=0.9kW•h
∵P=W/t， ∴电冰箱实际通电时间：t= W/P=0.9kW•h/0.11KW≈8.2h．
∴停机时间：t2=t1-t=24h-8.2h=15.8h．
（3）压缩机的发热功率：P热=I2R=（0.5A）2×8Ω=2W．
压缩机的机械功率P机= P - P热=110W-2W=108W．
力电综合题
1、一辆电动自行车电动机的额定电压为48V，额定功率为240W，匀速行驶1km所用时间为2min、牵引力为24N，求：
（1）这个过程中，牵引力所作的有用功是多少焦耳？
（2）电动机正常工作时的电流是多少安培？
（3）这个过程中，电能转化为机械能的效率是多少？
解；（1）牵引力所作的有用功：W有=Fs=24N×1000m=24000J，
（2）∵电动机正常工作，∴U=48V，P=240W，
∵P=UI，∴电动机正常工作时的电流：I= P/U=240W/48V=5A；
（3）∵消耗的电能W电=Pt=240W×2×60s=28800J，
∴电能转化为机械能的效率η= W有/W电×100%=24000J/28800J×100%≈83.3%．

2、随着科学习技术的发展，电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小周和他爸爸在一段平直公路上对家里的电动自行车进行了测试，若电动自行车在行驶过程中消耗的电能有75%转化成机械能，电动机的额定功率是240W，正常工作时电流为5A，求：
（1）电动机正常工作时电压是多少？
（2）小周骑着电动自行车测试时，电动自行车以额定功率在平直公路上行驶，获得了速度V随时间t变化的关系图象，如图所示，此过程中电动自行车的牵引力是多大？
（3）若测试中电动自行车一直以额定功率行驶，小周骑着电动自行车匀速经过一段平直公路需要1min，小周的爸爸骑车时受到的阻力是小周骑车时的1.2倍，小周的爸爸骑车匀速经过同一路段需要多少时间？
已知：P=240W I=5A η=75% v=6m/s t周=1min=60s n=1.2
求：（1）U额=？（2）F周=？（3）t爸=？
解：（1）∵P=UI ∴电动机正常工作的电压为U= P/I=240W/5A=48V；
（2）∵η= W动/ W电= P动t/ Pt=75%
∴P动=75%•P=75%×240W=180W
∵P=W / t= Fs / t =Fv
∴电动车的牵引力为F周= P动 / v=180W/6m/s=30N；
（3）因为电动车做匀速直线运动F=f
爸爸骑车时施加的牵引力为F爸=f爸=1.2f周=1.2F周=1.2×30N=36N
设两人骑行的路程为s，电动车的牵引功率一定，根据题意得：F周•s / t周= F爸•s / t爸
代入数值得：30N•s /60s=30N•s / t爸 解得t爸=72s．

3、近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为车展上的“常客”。2010年3月，我国自行研制的一款混合动力汽车也在北京车展上展出。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时向车轮输送能量。
（1）该混合动力汽车启动时，若驱动电机两端的电压为250V，通过的电流为80A，则驱动电机的电功率为多大？
（2）该混合动力汽车所用的磷酸铁锂动力电池可储存的最大电能为2.88×107J，若充电电压为320V，充电电流为50A，则对动力电池充电的时间最长为多少？（充电时无能量损耗）
（3）该混合动力汽车在平直公路上以72km/h匀速行驶10min后，其内燃机消耗了汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电，其中动力电池储存的电能增加了7.2×106J，试求汽车受到的阻力是多大？（汽油的热值q=4.6×107J/kg，且Q放=qm）
（1）4800W （2）1800s （3）1700N

9