2019年中考科学总复习专题六能量转化综合计算（精讲）（课件 13张PPT）

课件13张PPT。专题六　能量转化综合计算1.光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图甲所示(电磁继电器线圈的电阻不计)。
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(1)正确连接电路后，如图情况时，一个人不小心接触到B点，他是否会触电？　 　。
(2)小柯的设计要求是：“智能家居照明灯”在天暗时自动点亮，天亮时自动熄灭，那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而　 　。不会减小(3)保持光照强度不变，闭合开关S后，滑片P由a端向b端移动过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，计算滑动变阻器的最大阻值是多少欧？(电源电压U0不变)
(3)解：当滑片位于b端时，电路为光敏电阻的简单电路，电压表测电源的电压，由图可知电源的电压U＝12 V；当滑片位于a端时滑动变阻器与光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，由图像可知，I＝0.1 A，U光敏＝2 V，则电路中的总电阻R总＝ ＝120Ω，
光敏电阻的阻值R光敏＝ ＝20Ω，
滑动变阻器的最大阻值Rab＝R总－R光敏＝120Ω－20Ω＝100Ω。2.有一种电能辅助式太阳能热水器，晴天时它接收
太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.5 m2，能
将接收的太阳能的50%转化为水的内能；阴雨天时
用电加热，电热管上标有“220 V　1000 W”。
[水的散热忽略不计，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)晴天时，假设每平方米的真空镀膜管1 h内得到4.2×106 J的太阳能，如果每天接收太阳能的时间以10 h计算，可以将100 kg、初温为15℃的水加热到多少摄氏度？
解：(1)水所吸收的热量：Q吸＝4.2×106 J/(m2·h)×1.5 m2×
10 h×50%＝3.15×107 J，
由Q＝cm(t－t0)可得水能加热到的温度：
t＝ ＝90℃；(2)阴雨天时需用电加热，如果所消耗的电能全部转化为水的内能，热水器在额定电压下工作时，将上述同样质量、初温的水加热到45℃需多长时间？
(2)所消耗的电能全部转化为水的内能，W＝Q吸′＝cm′(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(45℃－15℃)＝1.26×107 J，
由 可得用电能所需要的时间：3.(2018，通辽)图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)。(1)求加湿器处于低挡位置时的发热功率。
解：(1)由图1知，开关S接“1、2触点”时，电路断路，为关；接“2、3触点”时两电阻串联，接“3、4触点”时只有R1接入电路；电源电压一定，由 可知，接“2、3触点”时电阻最大，总功
率最小，为低挡；接“3、4触点”时电阻最小，总功率最大，为高挡；由表格数据知，高挡功率：P高＝400W，由 可得
R1的阻值：R1＝ ＝121Ω；由题知，R2＝3R1，
则低挡的发热功率：P低＝ ＝100W(2)某次使用加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图像，请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能。如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃？[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
(2)由图2知，工作30min时，其中高挡工作时间为10min，低挡工作时间为20min，则在高挡正常工作时消耗的电能：W高＝P高t高＝400W×10×60s＝2.4×105J。如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，即Q＝W＝2.4×105J。
由Q＝cmΔt可得，水升高的温度：Δt＝(3)一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈，求此时电阻R2的实际加热功率是多少？
(3)“4000r/(kW·h)”的意义为：每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘就转过4000r，则电能表的转盘转过27r时，加湿器在5分钟消耗的电能：W′＝ ＝0.00675kW·h，加湿器在低挡加热的
实际功率： ＝81W。加湿器在低挡加热，此时两电阻串联，则R总＝R1＋R2＝R1＋3R1＝4R1＝4×121Ω＝484Ω，由P＝I2R可得，此时电路的实际电流： ，
R2的阻值：R2＝3R1＝3×121Ω＝363Ω，此时电阻R2的实际加热功率： 。4.某电动公交车的部分数据如表所示：
当该公交车电池储存的能量降低到充满电时的10%以下时，就需要再次充电。求：
(1)该公交车完成一次充电续驶里程(某一速度匀速行驶)180 km中，若消耗的电能都用于水平行驶做功，则该车行驶时受到的阻力多大？
解：(1)由表格中数据知，电池充电一次的电能Q＝UIt，电动公交车匀速行驶，阻力与牵引力平衡，即f＝F，牵引力做功W＝Fs＝fs，公交车电池储存的能量降低到充满电时的10%以下时，就需要再次充电，所以90%W＝Q，即：UIt×90%＝Fs＝fs，
即：400 V×250 A×3600 s×0.9＝f×180×1000 m，f＝1800 N；
(2)公交车站充电桩给公交车充电的功率为4×104 W，则若该公交车进站时还剩20%的电能，此时进行充电，充满一次电要多长时间？
(2)公交车进站时还剩20%的电能，此时进行充电，由W＝Pt和Q＝UIt可得：
P充t充＝UIt×80%,4×104 W×t充＝400 V×250 A×1h×0.8，即：t充＝2 h；(3)该公交车的运行线路没有明显的上下坡，运行1趟(从始发站到终点站)全程20 km。经测算，公交车以某一速度匀速行驶运行1趟，因停车需损失4×106 J的电能。则该车充满一次电最多能跑几趟该公交线路？
(3)行驶1趟公交车耗能：
W＝Fs′＋W损＝fs′＋W损＝1800 N×2×104 m＋4×106 J＝4.0×107 J，
充满一次电最多能跑趟数：
(4)实际情况下，该公交车在其运行线路上连续可行驶路程比第(3)问的计算结果更大还是更小？
(4)实际情况下，该公交车在其运行线路上连续可行驶路程比第(3)问的计算结果更小，因为电池提供电能还有能量的损耗，不可能全部用来做功。