关于初中物理中的效率问题

中考物理中的效率问题

一、机械效率：是指有用功在总功中所占的比值。

表达式：η=W有/W总ｘ100%=Gh/Fs ｘ100%=G/nf ｘ100%

例1、有关滑轮组的机械效率

小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从地面匀速提升至15m的楼顶，所用的拉力为360N，拉绳的时间150s，求：

(1)拉力的功率；

(2)滑轮组的机械效率；

(3)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变为什么

例2、质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100KW，车上装有6t的砂石。汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20KW的功率匀速行驶了10min，消耗汽油，然后又以额定功率用了2min的时间，将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场。G-10N/Kg，试问：

（1）的汽油完全燃烧放出的热量为多少（汽油的热值为ｘ107J/Kg）

（2）汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少

（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少

二：、热机效率：热机是用来对外做功的，所以热机的效率表示为：η=W

有/Q

放

ｘ100%=Fs/mq ｘ100%。

例1、某家用轿车，重为ｘ104N，当车以72Km/h的速度行驶了时，消耗汽油3Kg，期间车受到的阻力为车重的倍。已知汽油的热值为ｘ107J/Kg，在此过程中，求：

（1）车通过的路程；

（2）牵引力做功的功率；

（3）汽车发动机的效率。

例2、“五一”期间，小明的爸爸带全家驾车到外地旅游。途中汽车以100Km/h的速度匀速行驶了一段路面水平平整、长200Km的高速路段。汽车行驶过程中，发动机的实际功率恒为25KW，汽车的效率为25%。已知汽油热值为q=ｘ107J/Kg。求：

（1）汽车通过该路段行驶的时间；

（2）汽车通过该路段牵引力做的功；

（3）汽车在该路段上行驶时的牵引力；

（4）汽车通过该路段消耗的汽油的质量。

三、燃气热水器的效率：

燃气热水器是消耗燃料，把化学能转化为内能来加热水，所以它的热效率的表达式为：η=Q

吸/Q

放

ｘ100%=cmΔt/mqｘ100%

例1、某家庭用燃气热水器将质量为100Kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为ｘ103J/（Kg·℃），天然气的热值为ｘ107J/m3。求：（1）天然气完全燃烧放出的热量；

（2）水吸收的热量；

（3）该热水器工作时的效率。

四、电热水器的效率：电热水器是消耗电能，把电能转化为内能来对水加热，所以它的热效率的表达式

为η=Q

吸/W

电

ｘ100%=cmΔt/Ptｘ100%

例1、如图所示是一款不锈钢玻璃电热水壶，其参数如下表。它的壶盖上有蒸气开关，采用PTC材料底盘加热，具有水沸腾后自动断电、防干烧的双保险功能。

（1）电热水壶的加热底盘是通过________的方式改变水的内能的。

（2）电热水器在额定电压下工作时通过的电流是多少（结果保留一位小数）

（3）若电热水壶的加热效率是80%，在1标准大气压下，将一壶20℃的水烧开要多长时间

[g=10N/Kg，ρ

水=ｘ103Kg/m3，c

水

=ｘ103J/（Kg·℃）]

（4）水沸腾时产生的水蒸气冲击蒸汽开关上面的双金属片，由于热胀冷缩作用，双金属片膨胀变形顶开开关，切断电源，这是一重保护。如果蒸气开关失效，水会一直烧下去直至烧干，当出现烧干时，PTC 加热元件的功率变得只有烧水时功率的十分之一，这样可以使PTC的温度保持在合理的范围，即使干烧也不会有不良后果，这是第二重保护。PTC实际是一种阻值随温度变化的陶瓷热敏电阻，分析可知其电阻随温度变化的规律是：___________________________。

五、太阳能热水器的效率：太阳能热水器是接收太阳辐射过来的能量，把太阳能转化为热能。而太阳能热水器接收太阳能的多少又与接收时间和接收面积有关，接收面积越大，接收光照的时间越长，热

水器吸收的太阳能就越多。所以太阳能热水器的效率表达式为：η=Q

吸/E

太阳

ｘ100%=cmΔt/Pstｘ100%。

其中P表示太阳辐射能量的功率，S为太阳能热水器接收太阳能的面积，t为热水器接收太阳能的时间。

六、太阳能电池板的光电转换效率：太阳能电池板是把接收的太阳能转化为电能的装置。太阳能电池板接收太阳能的多少又与接收时间和接收面积有关，接收面积越大，接收光照的时间越长，电池板吸

收的太阳能就越多，所以它的转换效率表示为：η=E

电/E

太阳

ｘ100%=Pt/P'stｘ100%。其中：E

电

表示得到

的电能或者说是用电器消耗的电能，E

太阳

表示太阳能电池板接收到的太阳能；P、t表示用电器的功率和

工作时间；P'表示电池板接收太阳能的功率，s表示太阳能电池板的面积，t表示太阳能电池板接收太阳能的时间。

七、电动机的效率：电动机是把电能转化为机械能的装置，但是在电动机通电时由于电阻的存在

线圈不可避免地要发热，所以电动机并不能把电能完全转化为机械能。电动机效率的表达式为：η=W

有/W

电

ｘ100%=Gh/UItｘ100%。

例1、用一台小型直流电动机，将重为40N的物体在4s内匀速提升，用电流表和电压表测得通过电动机的电流为2A，电动机两端的电压为12V。求：

（1）电动机的输入功率多大

（2）电动机的效率多大

（3）电动机线圈的电阻多大

例2、电动自行车既环保，又节能，深受城市居民喜爱。下表是某品牌电动自行车的有关数据。设

王涛受到的重力是500N，从单位骑该品牌电动自行车匀速回家用了20min，行驶距离为6Km。根据相关

（2）行驶过程中，电动车对地面的压强

（3）电动自行车牵引力所做的功。

（4）电动自行车消耗的电能。

例3、空气质量的污染促使人们对电动汽车有了更全新的认识，电动汽车是指以车载电源为动力，

用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，对环境影响相对传统汽车较小。

工作原理：蓄电池电流电力调节器电动机动力传动系统驱动汽车行

驶。某品牌电动汽车的相关数据如表所示。

过电路传递到电动机再将电能转化为_________________。

（2）若一个质量是70Kg的人开着该电动汽车在水平路面上以

60Km/h的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的倍，行驶最高

续航里程200Km，g=10N/Kg。求行驶的时间和电动机对汽车做的功。

（3）按照上一问计算结果和电池的容量计算电动汽车的效率。

（4）与普通的汽车相比该电动汽车有哪些优点和缺点

走进中考：

（2016临沂）、现代城市人口密度越来越大，交通越来越拥堵。易步车（如图甲）以其体积小巧，结构简洁和驱动安全等优点，成为短途出行的理想交通工具。某品牌易步车的部分参数如下表所示。质量为60kg的雯雯从家骑行该品牌易步车上学（如图乙），以最大速度匀速行驶10min到达学校，行驶中易步车所受阻力为人和车总重的倍，设该

过程中电机始终以额定功率工作。（取g=10N/kg）。求：

甲乙

（1）雯雯的家到学校的距离。

（2）雯雯在水平路面上骑易步车时，车对地面的压强。

（3）雯雯上学过程中，易步车电机的效率。

（2017临沂）34.现代居家生活中，水族箱已成为室内装饰的一个亮点。某品牌水族箱（如图）的玻璃容器内盛有50L

水，内置一根“220V 100W”的自动温控棒。冬天养热带鱼时，水族箱内水的温度要求控制在26℃~28℃之间（温控棒

在水温低于26℃时开始工作，水温达到28℃时自动断开）。 （1）求水族箱中水的质量。

（2）在某次温控中，温控棒正常工作用时，求此次温控棒的温控效率【水的比热容为3o 4.210J/(kg C) g 】。 （3）若用电高峰时，家庭电路的实际电压仅为，求此时温控棒的工作电流（温控棒阻值不变）。