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1、電學熱學綜合計算題專練授課人:劉愛秀全州縣第三中學2014年4月15日知識儲備1、吸收熱量計算公式,放出熱量計算公式燃料燃燒放出熱量公式2、歐姆定律:(1)內(nèi)容:導體中的電流和導體兩端的成正比,與導體的成反比(2)公式:變形公式:、(3)適用條件:Q吸=cm△tQ放=cm△tQ放=mqQ放=vq電壓電阻I=U/RU=IRR=U/I純電阻電路知識儲備3、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路特點:I1=I2=……=InI總=I1+I2+……+InU總=U1+U2……+UnU總=U1=U2……=UnR總=R1+R2+……+Rn1/R=1/R1+1/R2+……1/R
2、n知識儲備4、焦耳定律:電流通過導體產(chǎn)生的熱量與成正比、與導體的成正比、與成正比;公式:5、電功W=電功推導公式W=W=電流的平方電阻通電時間Q=I2RtUIt=PtI2RtU2/Rt知識儲備6、電功率P==電功率推導公式P==,適用條件:7、電能表的銘牌含義:220V5A(10A)2500r/(KW.h)W/tUII2RU2/R純電阻電路這個電能表應該在220V電路中使用這個電能表的標定電流是5A;額定最大電流是10A。在這個電能表上的用電器,每消耗1KW.h的電能,電能表上的轉盤轉過2500轉知識儲備8、額定電壓是指用電器在____時的
3、電壓,額定功率是指用電器在____時的電功率。某燈泡上標有“PZ220-60”,“220”表示,“60”表示該題型中較合適的電阻計算公式正常工作額定電壓額定電壓是220V額定功率是60WR=U2/P電學、熱學有關公式及規(guī)律規(guī)律:液體沸點與氣壓的關系及沸騰特點1、熱學公式Q吸=cm△t升Q放=cm△t降Q放=mq不計熱損失:Q吸=Q放(W)3、熱學電學綜合規(guī)律:用電器的實際功率隨實際電壓的改變而改變2、電學公式P=UI=U2RR=U2PQ=I2Rt=U2tRQ=W=UIt=Pt計熱損失:η=Q吸/W(2)V水=1L=0.001m3由ρ=m/V
4、得,水的質(zhì)量為:[例題]解:(1)由P=UI,I=U/R得R=U2/P=(220V)2/800W=60.5Ωm=ρV=1.0×103Kg/m3×0.001m3=1kg水吸收的熱量為:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(㎏·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J(4)當U實=200V時,電熱水壺發(fā)熱時功率為:由P=UI,I=U/R得P=U2/R=(200V)2/60.5Ω≈661W(3)∵不計熱量損失,∴Q吸=Q放=W=Pt電熱水壺工作的時間t=Q吸/P=3.36×105J/800W=420S解:(1)保溫時,功率P1=
5、30W根據(jù)P=UI,得I1=P1/U∴通過電熱水瓶的電流為I1=P1/U=30W/220V≈0.14A(2)加熱時,功率P2=1100W根據(jù)P=UI,I=U/R求得電阻絲電阻R=U2/P2=(220V)2/1100W=44Ω(3)V水=2L=0.002m3由ρ=m/V得,水的質(zhì)量:m=ρV=1.0×103Kg/m3×0.002m3=2㎏水吸收的熱量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(㎏·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J加熱時消耗的電能:W=Pt=1000W×12×60s=7.92×105J則電熱水瓶的熱效率為:η=Q
6、吸/W=6.72×105J/7.92×105J≈85%解題步驟總結:第一步:認真審題。明確題目計算的問題,確定給出的條件或題目中隱含的條件.第二步:找關系。也就是針對題目內(nèi)容分析綜合,確定解決問題的方向,選擇適合的規(guī)律和公式,找準相關物理量之間的關系.(一般是找能量或功的關系)解題步驟總結:第三步:列出表達式。這一步是在明確了各個已知量、未知量及某個物理量在題目中敘述的物理現(xiàn)象或物理過程變化時存在的關系,根據(jù)公式或規(guī)律列出相應的表達式,并推導出待求物理量的計算式.第四步:代入數(shù)據(jù)求解。這一步是把所用到的已知物理量的單位統(tǒng)一后,把已知量的數(shù)據(jù)
7、代入計算式中,通過正確運算,得出答案.同時對答案進行合理化驗證,最后確定正確答案.解:(1)由η1=Q吸/Q總得,需要天然氣放出的熱量為:Q總=Q吸/η1=8.0×106J/40%=2×107J由Q總=qv得,需要天然氣體積v=Q總/q=2×107J/8.0×107J/m3=0.25m3⑵電磁爐消耗的電能:W=Pt=2000W×90×60s=1.08×107J=3kW·h電磁爐熱效率為:η2=Q/W=8.0×106J/1.08×107J=74.1%⑶用天然氣爐的費用為:0.25m3×2元/m3=0.5元用電磁爐的費用為:3kW·h×0.5元
8、/(kW·h)=1.5元通過計算可知:用天然氣爐更省錢。⑷能接入的總功率是:P總=UI=220V×20A=4400W還能接入用電器的最大功率是:P2=P總-P1=4400W-20