图塔蒂斯小行星-防震减灾手抄报

形形色色的效率计算
考点分析

我们已学过机械效率，而在 近些年的中考中，效率已不再局限于机械效率，凡是涉及到能量的转移或
转化，都会涉及到效率问题。在 能量的转移（或转化）中，转移（或转化）之后的能量与转移（或转化）
之前的能量的比值就是效率（或 叫转移率或转化率），思考下面的一些实例，就可理解效率问题。
1.应用太阳能加热物体时
W
有
=Q
吸
=cmΔt（即物体吸收的热量） W
总
=获得的太阳能（根据题目信息计算）
2.电热转换效率
W
有
=Q
吸
=cmΔt（即物体吸收的热量） W
总
=Pt（即用电器消耗的电能）
3.电力转换效率
W
有
=Fs（即自行车通过这段距离所做的功） W
总
=Pt=UIt（即自行车这段时间内消耗的电能）
4.力热转换效率
W
有
=Fs（即所做的有用功） W
总
=Q放=qm（燃料燃烧释放的热量）
5.光电转化效率：指输出的电能占消耗光能的百分比
效率η=
W
有
×100％，区分有用的和总的能量是解决此类问题的关键所在。
W
总
典例剖析
【典例1】为了解决老师们在办公时的饮水问题，学校新进了一批台式温热饮水机，其铭牌如下表所示。
右图是饮水机的简化电路图，S是用感温材料制成的温控开关，R
1
是电阻，R
2
是供加热用的电阻丝。请计
算：

（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）正常工作 时，该饮水机将热水罐中0.6kg、18℃的水加热到93℃，用时6min。则该饮水机的加热状
态 时热效率为多少？
（3）如果要使R
2
在保温状态时的功率是加热时的功率的 一半，R
1
和R
2
的比值是多少？










【典例2】长江三峡工程 是一座集防洪、发电、航运和供水等综合利用的巨大水利水电工程。其主要技术
数据如下表所示：根据上 述数据计算：

1

大坝高度m 大坝长度m 最高蓄水位m 总库容量m 平均流量mmin
185 2335 175 4×10
10
33
8.5×10
5
（1）蓄满水时大坝底部受到水的压强多大？
（2）每小时水流对水轮机所做的最大功为多大？
（3）若利用水流发电的效率为40%，发电机所能达到的最大功率是多大？







跟踪训练

一、应用太阳能加热物体时
1.我们生活的佳木斯地区，到了冬季，因日照时问短，太阳能热 水器的水达不到所需温度，为此人们研制
了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两 用热水器，如图所示，铭牌如下：
-33
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到5 0℃时需要吸收多少热量？（1L=10m）
（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？
（设电能全部转化为热能）
（3）在上述（2）情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少？
（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）






2.太阳能热水器是利用太阳能来对水加热的一种设备。小 新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面10
米高的屋顶上，现需要将初温为10℃100kg的水， 加热到60℃，则：（g取10Nkg）
（1）把这些水从地面送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？
（2）这些水要从太阳那里吸收多少热量？
（3）下雨时，改用热水器中的电辅助设备加热， 其电辅助加热设备的功率为1500W，热效率是70%，若不
计热损失，加热这些水需要多长时间？







2

二、电热转换效率
1.小明家新安装了一台电热水器，电热水器的 铭牌如图甲所示。若自来水的温度是10℃，充满水后，小明
将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电 源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭。请你
帮助小明回答下列问题：加热指示灯从亮到 灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？若不考虑能量
损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时 间？若实际经过2h30min指示灯才熄灭，则热水器的效率是多
3
少？[C水=4.2×1 0J（kg·℃）]







2.一家用电热水器的铭牌如下表所示。
桃花牌全自动电热水器
型号：THP2-12D 容量：12L
额定功率：2KW 类别：防触电保护一类
额定电压：220V 净重：22Kg
出厂时间：年月日 编号：2003031000
桃花厨房设备有限公司制造
甲
乙
根据铭牌所提供的信息。解答下列问题：
（1）为了安全起见，该电热水器使用的插座应选用图中的哪一个？
（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大？
3
（3）将该电热水器装满水加热 ，使水温有20℃升高到60℃，水需要吸收多少热量？[C水=4.2×10J
（Kg·℃）] （4）若电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需要多长时
间？














3

三、电力转换效率
1、随着科学技术的发展，电动自行车是目前较为时尚的代 步工具。某厂生产的一种自行车，其主要参数
如下表所示：
车人质量m
80kg
电池
36V10Ah
充电
6-8h
电动机
36V180W
电动机效率 车速
6ms
绕行里程

表中“36V 10Ah”指的是输出电压为36V，工作电流与工作时间乘积为10A每小时。 如果电动自行车
在平直公路上行驶时所受阻力f与行驶速度v 和自行车队对地面压力N（N的大小等于 mg)成正比，即
-3
f=kmgv，其中k=5.0×10sm，g取10Nkg。求：
（1）该电动自行车正常行驶时的电流多大，一次充电可行驶多长时间？
（2）自行车匀速行驶时有用功功率多大？效率是多少？

（3）自行车电动机还配 有功率为P=80W的低速档，当自行车在平直公路上以此低速档匀速行驶时，其速
度为多大？（设功率 不变）（注意：阻力随速度大小而改变）







2.目前在我市城乡有大量的电动自行车在被消费者使用。下表是某型号电动车的规格表。
型号 额定电压 额定电流 最大载重 最大时速 自重
5A 55kg 20Kmh 20kg X2005HGx 36V
（1）这种电动车以最大速度行驶时阻力为车重的0.04倍. 某人满载时以最大车速行驶1h，克服摩擦力做
得功是多少？
（2）1h内此车所消耗的电能是多少？
（3）此电动车的效率是多少？
7（4）如果用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？（汽油热值：4.6×10Jkg）






3.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们 都采用电动机来获得动力．某直流电动机的铭牌上标有
“220V5.5kW”，电动机线圈的电阻为0 .4Ω．
（1）电动机的工作原理是什么？
（2）该电动机正常工作1h，消耗多少电能？电动机线圈产生多少热量？
（3）在工作过程 中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个
现象．






4

4.有 一台直流电动机在220V的电压下工作时，电流为35A。用它匀速提升质量为1400kg的货物，在2s内
提升了1m。设电动机输出的能量全部用来提升货物。问：
（1）2s内电动机对货物做了多少功？
（2）这期间电动机的效率是多少？
（3）电动机消耗的电能转化成了哪些形式的能量？ （4）电动机线圈电阻是多少？














四、力热转换效率
1.从2005年12月起，我市开始推 广使用乙醇汽油。乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油按一定比例混配形
成的替代能源，其中普通汽油体积 占90%，乙醇（即酒精）体积占10%。乙醇汽油能有效改善油品的性能
和质量。它不影响汽车的行驶 性能，还能减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石
油资源短缺而造成的经济压力 ，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。
（1） 请写出使用乙醇汽油的两点好处？
① __________________________________________； ②______________________________________．
（2） 根据下表给出的一些液体的密度，求乙醇汽油的密度。

（3）某型号汽车使用上述乙醇汽油，在水平路面上匀速行驶，受到的阻力是920N，每行驶100 km耗油
7
10L，求该车此时的效率。（乙醇汽油的热值为4.6×10Jkg，计算结果保 留百分数的整数位）













5

2.红枫湖乘坐快 艇是水上娱乐项目。为了保护环境，红枫湖风景区用汽油作为快艇的燃料。下表为某种快
艇的部分技术参 数：(g=10N／kg)

(1)为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过多少千克
733
(2)已知该快艇使用的汽油热值约为4.6×10J／kg，密度约为0.7×10 kg／m，它在水中匀速航行时所
受的阻力f=1400N，若发动机的效率为25％，则该快艇匀速行 驶46 km耗油多少升?








五、光电转化效率
1.2007年5月，恒基伟业以创新的技术和理念推出了全球 首部光能手机．该手机说明书的部分内容如下表．
太阳能光电板 电池
钢化玻璃+太阳能晶 片+PCB+背面焊充电电压3.5V，充电电流130mA；工作(通话)电压
盘，实用美观，耐磨损 ，抗摔击． 3.5 V，工作电流80mA．充电40min，可通活26min．
(1)在阳光下，太阳能光电板将太阳能转化为 能，并由充电电池进一步转化
为 能。
(2)电池的放电与充电的能量转换效率为 ．
2.某种游艇是以太 阳能为动力，不仅节约能源而且无污染，它的关键技术部件是光电转换板，此板接受太
2
阳光的 面积是8米，当板正对太阳光时能够产生120伏的电压，游艇上的自动装置使光电转换板始终与
阳光垂 直，向电动机提供10安的强大电流。电动机线圈的直流电阻是4欧，太阳光垂直照射到单位面积
32< br>上的辐射功率为1．0×l0瓦／米。根据以上信息，求：
（1）该光电转换板的效率（2）电动机把电能转化为机械能的效率。
















6

形形色色的效率计算参考答案
【典例1】(1）由表中数据得出电压和功率，则由功率公式可求得电流．
（2）由消耗的总功率和水的内能增加量可求得热效率．
（3）分别列出两种情况下的功率表达式，两灯的功率关系可求得电阻．
（1）I=
Q
水
P
=2.5A（2）Q
水
=mc△t=189000J，W=P t=550W×6×60s=198000J，则η=×100％=95%
U
W
U< br>U
2
2
（3）S闭合时加热，则有：P
1
=；S断开时是保温 ，则有：P
2
=（）R
2
，
R
1
R
2
R
2
依题意，有：P
2
=
1
R
P
1
，代入数值，解得：
1
=
2
-1
2
R
2
【典例2】（1）由题知，蓄满水时水深h=175m，
3 36
大坝底部受到水的压强：p=ρgh=1.0×10kgm×9.8Nkg×175m≈1.72× 10pa；
（2）1min水流对水轮机所做的最大功：
335312
W=Gh= ρgvh=1.0×10kgm×8.5×10m×9.8Nkg×175m≈1.46×10J；
1 213
每小时水流对水轮机所做的最大功：W
总
=W×60=1.46×10J×60 =8.76×10J；
1313
（3）由η=W有W总×100%得：W
有
=η×W
总
=40%×8.76×10J≈3.5×10J，
9
P=W有t=3.5×1013J3600S≈9.72×10W．
一、应用太阳能加热物体时
1.
②
③
④节能、环保
3
2.（1）根据重力的计算公式G=mg=100kg×10Ng=1.0×10N
4
根据功的计算公式W=FS得：W=Gh=1000N×10m=1.0×10J
3
（2）根据热量的计算公式Q=Cm△t得： Q
吸
=C
水
m
水
（t
末
-t
初
）=4. 2×10J （kg·℃）×100kg×（60
7
一10）℃=2.1×10J
7
（3）根据题意有Q
吸
＝Wη=2. 1×10J
74
根据电功的计算公式W=Pt得：t=WP=3×10J 1500W=2×10s
二、电热转换效率
-3333-3
1.解：（1）V = 55L = 55×l0m ，m ＝ ρV ＝1.0×10kg／m×55×10m3 = 55kg ，
37
Q
吸
= cm（t-t
o
）＝4.2 × 10J／（kg·℃）×55kg ×（60℃-10℃）=1.155×10J 。
77
（2）因为不考虑热损失，所以W = Q = 1.155×10J ，所需要的时间t = W／P= 1.155×10J／1500W = 7700s
7
（3）t'= 2h30min = 9000s ，W'= Pt'= 1500W×9000s =1.35×10J ，则热水器的效率q= W／W'=1.155
77
×10J／1.35×10J = 85.6％
2.（1）乙（2）I=PU=2000W220V=9.09A R=UI=220V9.09A=24.2Ω
33-33
（3）m=ρV=1×10kgm×12×10 m=12kg
36
Q=cm△t=4.2×10J(kg·℃)×12kg×(60℃－20℃)=2.016×10J

7

（4）Q
放
=Q
吸
η=2.016×1 0J80%=2.52×10J t=WP=Q
放
P=2.52×10J2000W=1260s=21min
三、电力转换效率
1.（1）该电动自行车正常行驶时的电流为5A；一次充电可行驶2h． （2）自行车匀速行驶时有用功功率
为144W，效率为80%．（3）速度为4ms．
55
2.（1）克服摩擦力做的功是6×10J．（2）1h内此车所消耗的电能是6.48×10J．
（3）此电动车的效率是92.6%．（4）消耗汽油33g．
75
3.（1）通电 导线在磁场中受力运动的原理制成的。（2）1.98×10J、9×10J（3）电能转化为内能，温
度升高，漆包线烧坏闻到焦糊味道
4.（1）电动机对货物做的功为14000J．（2）电动机的效率是90.91%．
（3）根据题意可知电能转化为机械能、内能．
四、力热转换效率
1.①降低污染物的排放（或保护环境）； ②节约石油资源； ③一种新型清洁燃料
（2）乙醇汽油密度为
666
ρ =＝（ρ
汽
V
汽
＋ρ
5
酒
V
酒
） （V
汽
＋V
酒
）
7
有用功为W
有
＝FS＝920N×10ｍ＝9.2×10J
3 -378
总功为W
总
＝Q
放
＝ｍq=0.71×10×10×10× 4.6×10（J ）= 3.266×10J，
78
所以效率为η＝W
有
W
总
＝ 9.2×10J3.266×10J = 28%。
2.(1) F浮=m排g=1400kg×l0N／kg=1.4×104N G艇=mg=1000kg×10N／kg=104N
C人=F浮一G艇=1.4 × 104N一104N=4000N
(2) W有==1400N ×46000m=6.44×107J
=400kg
Q放==2.58×108J


五、光电转化效率

1.（1）电、化学；（2）40%．
2.（1）光电转换板为电动机提供的功率为1200W．
（2）光电转换板的效率为15%．
（3）电动机把电能转化为机械能的效率为66.7%．








8

9