电热效率以及机械效率计算.

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2021年01月03日 11:54
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2021年1月3日发(作者:沈剑虹)


热效率计算
1、一种家庭用电热水壶的额定功率为2000W,该电热水壶经过5分钟 可以把
1.5Kg初温是20℃的水烧开。求:水所吸收的热量是多少?电热水壶加热水时
的效 率?




2、某同学家买了一台电热水器,下表是电热水器的 一些技术参数。装满水通电
后正常工作40min,水温从25℃上升到45℃。求:(1)水吸收的热 量。(c

=4.2
×10
3
J/(kg·℃))(2)热水器的效 率。

型号 最大水量 额定电压 额定功率

FED-H50 50kg 220V 2000W





3、一个集 热式太阳能热水器,一天(按光照10h计算)能使200kg水的温度从20℃
升高到70℃, 求:(1)水吸收的热量是多少?(2)如果改用热效率为80%
的电热水器加热,需消耗多少电能?




4、高效、方便的电热水壶是家庭常用的用电器之一,下面 是一种电热水壶的铭
牌。如果用这种电热水壶正常工作时将1kg水从20℃烧到100℃需要5min ,求:
(1)水吸收的热量;(2)电热壶的效率。

型号 WSJ—60

额定电压 220V

额定功率 1600W

水壶容积 1000mL

5、燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具,而电磁炉则 是新一代的智能炉具。
为了比较它们的优劣,小明同学进行了相关调查,得到的有关数据见下表。(1)
在一个标准大气压下,小明想把一壶盛有质量为2 kg温度为20 ℃的水烧开,
所需热量是多少?
(2)若这些热量靠燃气灶提供,需要燃烧多少燃气?
(3)若这些热量靠电磁炉提供,需要消耗多少度的电能?






6、小琳家有一台电热水壶,为了测量它烧水时的热效率,她和父 亲合作进行了
如下实验:关掉家里所有用电器,只将该电水壶装了2kg、30℃的水,接入家庭
电路中,观察到家中标有2000r(kW•h)字样的电能表恰好转过150转(r)
时,壶中水的 温度上升到55℃,已知水的比热容是4.2×10
3
J/(kg·℃),
求在此过程中:(1)电热水壶中水吸收的热量;(2)电水壶烧水的热效率。




7、某电水壶的铭牌信息如图14所示,此电水壶装满初温 为20℃的水,在额定
电压下将水烧到100℃用了7min。求:(1)水吸收的热量是多少? (2)
电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?

8、如图是啸宇家新买的一 台快速电水壶,这台电水壶的铭牌如下表。为了测量
该电水壶烧水时的实际功率,啸宇用所学知识和爸爸 合作进行了如下实验:
关掉家里所有用电器,将该电水壶装满水,接入家庭电路中,测得壶中水
从25℃上升到35℃所用的时间是50s,同时观察到家中“220V 10A(40A)
320 0r(kw.h)”的电能表表盘转了80圈。请根据相关信息解答下列问题。〔C
3

=4.2×10J(kg. ℃)〕






1电水壶中水的质量;
2电水壶烧水时的实际功率;
3电水壶加热的效率;


9、某电热水壶的铭牌如图所示,用这个电热水壶将0.5kg、温度为23℃的 水烧
开,所需时间是3min.假设烧水的环境在1标准大气压下,电热水壶正常工
作.求: (1)电热水壶正常工作时的电阻;(2)水被烧开所吸收的热量;(3)
电热水壶的热效率.






10、为了测定某额 定功率为1000w的电热水器的效率,物
理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水,让热水器正< br>常工作,并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况
图,求:
(1)加热2min,水的温度升高了多少?(2)加热6min,
水吸收了多少热量? (3)电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的
热量之比,该热水器正常工作时的效率为 多少?



11、家用电器使用日益广泛,好学的晓明突发奇想,想检验 电热水壶和电饭煲
谁的热效率高。如图所示是晓明家两种电器及铭牌。下表是晓明在使用这两种
电器(正常工作)烧水时所记录的数据。

电饭煲铭牌
电热水壶铭牌

型号×××
型号×××

额定电压220V
额定电压220V

额定功率900W
额定功率1800W

装水容量 5L
装水容量 2L


电热水壶 电饭煲
装水质量㎏ 1.8 1.8
水的初温℃ 20 20
水烧开时间s 480 840

(1)在1标准大气压下,把电热水壶中的水烧开,水需要吸收多少热量?
(2)试通过计算说明电热水壶和电饭煲的热效率谁高。



1 2、小杨家买了一个家用电吹风,如图甲所示,简化电路如图乙所示,主要参
数如表格中所示。则(不考 虑温度对电阻的影响):
(1)选择开关应旋至何处时,吹风机吹的是热风?此时电路中的总电流多大 ?
(计算结果保留一位小数)
(2)当电路供电电压为110V时,吹风机电热丝的实际功率为多大?








13、一个电热毯的 简易电路图如图所示,R
1
是电热毯的电热丝,R
2
是定值电阻.当
开关S闭合时,电热毯才处于高温加热状态,额定加热功率为110W;当开关S
断开时,电热毯处于保 温加热状态.求:(1)R
1
的阻值;(2)该电热毯处于
高温加热状态时,10mi n消耗的电能;(3)已知R
2
的阻值为660Ω,当电热毯
处于低温加热状态时,R
1
的实际功率为多少?

14、下表为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路 如图14所示,
R
1

R
2
均为电热
丝。求:(1 )电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能;(2)电烤箱在低
温挡正常工作时,电路中的电流 ;(3)电路中
R
1
的阻值。











15、下面的图表是从某台电热饮水 机说明书上收集到的信息.经分析得知,当
开关S闭合时,饮水机处于加热状态,S断开时,饮水机处于 保温状态.为了
测量它加热时的实际功率,小明断开其它所有用电器,只将该饮水机接入家庭
电 路中,闭合开关S,测得热水箱中的水从20℃升高到100℃,所用时间为
7.5min,同时观察到 家中标有“1200rkw•h”字样的电能表转盘转过120转
(r).根据以上信息,求:
(1)电阻R
1
的阻值(不考虑温度对阻值的影响);
(2)饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量;
(3)饮水机加热时的实际功率;
(4)饮水机此加热过程中的热效率.






机械效率计算
1.在 农村常有家庭挖井取水,小明同学用如图(甲)所示的滑轮组提土,他用
20s的时间把重为150N的 土从井中匀速提升4m,拉力做的功W随时间t的
变化图像如图(乙)所示.不计绳重和摩擦.

求:(1)有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力的大小;
(4)动滑轮的重力.
2.如图,小王站在高3m、长6m的斜面上,将重200N的木箱沿 斜面匀速从底端
拉上顶端,拉力大小恒为120N,所花时间是
10s。求:

(1)木箱A沿斜面方向的运动速度。
(2)小王对木箱做功的功率。
(3)斜面的机城效率。




3.如图所示,工人用 200N的拉力,在15s的时间内,将重500N的建筑材料提
升到6m高的楼顶上,求:

(1)该过程中拉力所做的总功;
(2)该滑轮组的机械效率;
(3)不计绳与滑轮组间的摩擦及绳重时,动滑轮的重力.




4.如右图所示,斜面长S=10m,高h=4m。用沿斜面方向50N的推力F,在10s
内 将一个重为100N的物体由斜面底端匀速推到顶端。求:

(1)推力的功率;
(2)运动过程中物体克服摩擦力所做的功;
(3)斜面的机械效率。



5.如图所示,工人用滑轮组匀速提升重为400 N的物体,所用的拉
力为250 N,在5s内物体升高的高度为2 m.不计绳重和摩擦,
此过程中,求:

(1)动滑轮的重;
(2)拉力的功率;
(3)此时滑轮组的机械效率;
(4)若为了加快工作进度,仍用该滑轮组,每次提升的物体重为800N,则需多
大的拉力?



6.如图所示是南京长江三桥工地上一台起重机吊臂上的滑轮组,它在 50s内将
重为2.4×10
4
N的钢材匀速提高10m.已知拉力F为10
4
N.则这个过程中:

(1)拉力F做了多少功?拉力F的功率多大?
(2)滑轮组的机械效率多大?
(3)题中少了哪两个数据仍能求出滑轮组的机械效率?


7.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运
送 的量不定,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随
货物重力增加而变化的图像(不计绳重和摩擦)

(1)求动滑轮的重力;
(2)当滑轮组的机械效率最大时,绳子的拉力;
(3)求该滑轮组的最大机械效率.
8.如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为350N的 物体,物体在5s内竖直上升
了2m,人拉绳的力为250N(不计绳重及摩擦).求:

(l)对重物做的有用功是多少?
(2)人拉绳子做功的功率是多少?
(3)如果 用此滑轮组匀速提升一个重为300N的物体,则拉力是多少?滑轮组
的机械效率是多少?




9.用如图所示的滑轮组提升重物,当作用在绳子自由端的拉力为10 0N时,能


匀速提起重力为240N的物体.不计摩擦和绳重,求:

(1)动滑轮重为多少?
(2)若绕绳能承受的最大拉力为200N,则该滑轮组的最大机械效率为多
大?



10.如右图所示,已各斜面长5m,高3m,绳端拉力为50N。利用这个滑轮 装置
将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中:

(1)物体沿斜面向上运动的速度为多少?
(2)绳端移动的距离是多少?
(3)拉力的功和功率各是多少?
(4)拉力的机械效率是多少?
11.雅安地震 后重建家园的某工地上,工人用如图所示的装置将重为200N的建
材从地面匀速送到6m高处,所用拉 力为125N,时间为10s。
求:

(1)在图中画出滑轮组的绕线情况;
(2)在图中画出建材所受重力G的示意图;
(3)此过程中该装置的机械效率;
(4)工人做功的功率。

12.如图所示,工人师傅在给卡车装货物时,找来一块 5m长的木板搭成斜面,
他只用600N的推力就把重1600N的大箱子送上1.5m高的车厢,耗时 12s。
求这一过程中:

(1)工人做的功和功率;
(2)此斜面的机械效率;
(3)为了能省更多的力,工人师傅可采取
方法。
13.如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为180N的泥桶,不计滑轮与轴之间的< br>摩擦及绳重。若工人在5s内将泥桶匀速提高了2m,滑轮组的
机械效率为90%.
求:
(1)工人使用滑轮组时做的有用功、拉力做的总功。
(2)工人拉绳子的力。
(3)动滑轮的重量。
14.工人用如图所示的滑轮组提 升重物,在10s内将质量为100kg的重物匀速


提升2m,已知滑轮组的机械效率为 80%,在提升重物过程中克服摩擦所做
的功是294焦耳.(g=10Nkg)
求:
(1)工人做的有用功;
(2)总功;
(3)工人的拉力的功率;
(4)动滑轮重.

15.如图所示,用滑轮组拉着重1000N的物体P沿水平地 面以0.5ms的速度匀
速向右运动了6s,物体受到地面的摩擦力是200N,拉力
F是12 5N,求:

(1)拉力F做的有用功;
(2)该滑轮组的机械效率;
(3)拉力F的功率。

16.一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 (不计摩擦和绳重),
站在地上将400N重的货物经过10s匀速提高4m,所用的拉力是250N, 求:
(1)这个工人做功的功率是多少?
(2)此时滑轮组的机械效率是多少?
(3)若把800N的重物提起,工人至少要用多大的拉力?

17.小明做“测滑 轮组机械效率”实验时,用图中所示的滑轮,组装成滑轮组,
请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法 。用此滑轮组将重为3.6N的物
体匀速提起时,拉力的功率为0.36W,滑轮组的机械效率为75% 。(忽略摩
擦及绳重)求:
(1)绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。
(2)若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时,其机械效率将如何改变?说明理
由。

18.如下图所示,A物体G=30N,在水平向右拉力F的作用下,能以10cms的速度在水平面上作匀速运动.已知拉力F=6N,滑轮组在使用时的机械效率
为80%,

求:(1)物体受到水平地面的摩擦力大小?
(2)5s内拉力F所做功的大小?
19.用如图所示滑轮组提升重物.人用50N的拉力F,15s内使重为90N的物体


匀速上升了3m.不计绳重和摩擦,求:

(1)动滑轮的重.
(2)人拉绳子做功的功率.
(3)滑轮组的机械效率.
(4)如果用同一滑轮组只改变绕线方法,提升相同的重物,机械效率
如何变化?。

20.如图所示,杠杆在竖直向下的拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升,下
表是 提升物体时采集到的数据:

物B端下降的
A端上升的
重OAm OBm 竖直距离
高度h
A
m
GN h
B
m
40 0.8 0.4 0.2 0.1
(1)若不计杠杆自身重力和摩擦,求拉力F的大小;
(2)若实际拉力F为90N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率。

21.如图所 示:某人用40N的拉力,使物体A在10s匀速上升5m,不计绳重和
摩擦,整个装置的机械效率为7 5%。


求:(1)有用功为多少?
(2)人的功率为多大?
(3)若绳能承受的最大拉力为50N,此装置的机械效率可提高到多
少?
(解答要求:写出依据的主要公式或变形公式,有数据代入,答案中
必须明确写出数值和单位)



22.利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m,已 知滑轮组机械效
率是80%(不计绳重和摩擦),求:(6分)
(1)提升重物时做的有用功为多少?
(2)作用在绳子自由端的拉力为多大?
(3)用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时,滑轮组的机械效率是多大?


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