第27課電與磁、內(nèi)能、機(jī)械能綜合

1、第一部分 物質(zhì)科學(xué)（一）第27課 專題二：電與磁、內(nèi)能、機(jī)械能綜合 考點(diǎn)解讀1.會(huì)分析各種現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化過程及原理。 2.理解純電阻電路與非純電阻電路能量轉(zhuǎn)化的不同 3.能對(duì)電能、內(nèi)能、太陽能及機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化進(jìn)行分析及計(jì)算； 4.會(huì)分析內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化及進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算 【例1】：（2012杭州）沖擊鉆是一種打孔的工具。工作時(shí)，鉆頭在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下不斷地沖擊 墻壁打出圓孔（如圖所示）。沖擊鉆在工作的過程中（ ）A只有電能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化B只有電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化C有電能、機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化D沒有機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化C解題指導(dǎo)【例2】：電焊是利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生高溫，將焊條熔化而使兩金屬部件焊接在一起。電

2、焊機(jī)時(shí)斷時(shí)續(xù)地工時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)大電流。設(shè)電焊機(jī)工作時(shí)軸出電壓40V，輸出功率2600W。若焊條熔點(diǎn)為1200、比熱容為0.4103J/(kg)，環(huán)境溫度為30，電焊機(jī)工作時(shí)所消耗的電能有80%轉(zhuǎn)化為熱量且被焊條全部吸收，并使焊條升溫。求：(1）電焊機(jī)工作時(shí)輸出的電流是多少？(2）電焊機(jī)工作4s產(chǎn)生的熱量可使一根質(zhì)量為20g的焊條全部熔化嗎？（3）電焊機(jī)工作時(shí)會(huì)對(duì)附近人們的生活造成一定的影響，請(qǐng)指出其中的一點(diǎn)。解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)變式2（2011杭州）在計(jì)算電動(dòng)機(jī)工作時(shí)所消耗的電功率時(shí)，小杰和小施產(chǎn)生了不同意見。小杰利用公式P=IU計(jì)算電動(dòng)機(jī)所消耗的電功率，小施利用P=I2R來計(jì)算電動(dòng)

3、機(jī)所消耗的電功率。（已知：電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)兩端的電壓為U，通過電動(dòng)機(jī)的電流強(qiáng)度為I）（1）請(qǐng)你判斷這兩位同學(xué)計(jì)算電動(dòng)機(jī)所消耗的電功率的方法是否正確，并說明理由。（2）求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)在時(shí)間t內(nèi)，電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量。（3）求電動(dòng)機(jī)在時(shí)間t內(nèi)所做的機(jī)械功。解題指導(dǎo)（1）小杰正確，小施不正確。因?yàn)镻=I2R是線圈的發(fā)熱功率，而電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電能沒有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以利用P=I2R來計(jì)算電動(dòng)機(jī)所消耗的電功率是不正確的。（2）Q=I2Rt（3）W機(jī)=W電Q=UItI2Rt【例3】太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的能源之一。太陽能汽車是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)

4、汽車的一種新型汽車。車上太陽能電池接受太陽能的面板的有效面積為S=8m2，太陽光照射到電池板每1m2面積上輻射功率為P0=1KW，在晴朗的天氣，電池對(duì)著太陽時(shí)產(chǎn)生的電壓為U=120V，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供I=10A的電流，試問：太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？如果這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%，當(dāng)汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)，受到的牽引力為150N，則汽車的行駛速度是多大？解題指導(dǎo)（1）15%（2） 6m/s【例4】：2012年“十一”國(guó)慶假期我國(guó)第一次實(shí)行了高速公路對(duì)7座以下小客車免費(fèi)通行，爸爸開車帶著李斌從杭州市區(qū)出發(fā)沿杭新景高速到千島湖游玩，小汽車(包括車上

5、的人和物品)質(zhì)量為1.8103kg，當(dāng)汽車以108km/h的速度在平直路面上勻速行駛時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力為為車重的0.05倍，效率為30，汽油的熱值為46107 Jkg(假設(shè)汽油完全燃燒，g取10Nkg)求：(1)汽車以90km/h的速度勻速行駛時(shí)，牽引力的功率(2)若汽車按照這種方式行駛，這次旅行全程往返250km，牽引力做的功是多少？李兵應(yīng)該提醒爸爸至少要加汽油多少kg？解題指導(dǎo)(1) G=mg=1.8103kg10Nkg=1.8104N (2)汽車以108km/h的速度勻速行駛時(shí)，牽引力的功率 P=Fv=0.051.8104N30m/s=2.7104W (3) 全程往返約250km牽引力

6、所做的功W=FS=900N2.5105m=2.25108J 由 得全程往返約250km需要汽油的質(zhì)量為： 直擊中考1.（2013杭州）某工地用電動(dòng)起重機(jī)吊起重物，重物的質(zhì)量m=400kg，電源提供的電壓U=220V，不計(jì)一切摩擦。當(dāng)電動(dòng)起重機(jī)以v=0.lm/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流I=2A。(g取l0N/kg)（1）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R是多少？（2）電動(dòng)機(jī)勻速提升質(zhì)量m=200kg的重物，電動(dòng)機(jī)的輸人功率不變，提升速度是多少？（1）10歐， （2）0.2m/s【答案】：（1）20kw.h （2）5A 1100W（3）電熱壺的功率減小，電阻不變，電壓減小，根據(jù)P=U2/R可知功率減小 當(dāng)堂檢測(cè)1（2013金麗）如圖是臨海市一村民建在房頂上的分布式光伏電站，它是浙江首例并網(wǎng)發(fā)電的光伏電站。該電站發(fā)的電，滿足自家使用后，多余的并入電網(wǎng)。求：（1）若某一天該光伏電站的光照時(shí)間為4小時(shí)，光伏電站的發(fā)電功率為5千瓦，則光伏電站在這一天發(fā)電多