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1、精彩精彩练习九年九年级科学科学第第3章能量的章能量的转化与守恒化与守恒专题分类突破六电功电热综合计算见A本47页电热器器探求1【例例1】以以下下图图是是一一种种煲煲汤汤用用的的电电热热锅锅任任务务原原理理图图，其其中中温温控控器器的的作作用用是每是每当水沸腾后能自动断电一段时间。电热锅的部分参数如下表所示。当水沸腾后能自动断电一段时间。电热锅的部分参数如下表所示。(1)三三脚脚插插头头上上标标着着E的的导导线线和和_相相连连，插插座座上上相相应应的导线和的导线和_相连。相连。例例1 1图图用用电器的金属外壳器的金属外壳大地大地第3页电功电热综合计算(2)调调理理切切换换开开关关可可以以使使电电
2、热热锅锅处处于于“关关、高高温温、自自动动、保保温温四四种种任任务务形形状状，那那么么原原理理图图中中的的切切换换开开关关衔衔接接触触点点“_时时为为保保温温档档。小小明明发发现现，当当电电热热锅锅处处于于保保温温档档正正常常任任务务时时，不不论论加加热热多多长长时时间间，都都不不能能使使锅锅内内的的汤汤水水沸沸腾腾，缘缘由能由能够够是是_。(3)该该电电热热锅锅处处于于高高温温档档正正常常任任务务时时，使使4.5 L的的水水温温度度升升高高54 需需求求42 min，那么那么电热锅电热锅的效率的效率为为多少？多少？c水水4.2103J/(kg )3保温功率小于保温功率小于(或等于或等于)散散
3、热功率功率第4页变式如下式如下图是某家用是某家用电压力力锅及其任及其任务原理原理图，R1、R2分分别是主加是主加热器和保器和保压加加热器，器，R1的的额定功率定功率为800 W；L是用来指示是用来指示电压力力锅任任务形状的形状的变色色发光二极管，当光二极管，当经过它的它的电流小于流小于40 mA时，发红光，到达光，到达40 mA时，开，开场发绿光，只需有光，只需有电流流经过L其两端其两端电压就恒就恒为2 V；R0是是特殊特殊电阻，其阻阻，其阻值随随锅内温度内温度变化而改化而改动；接通；接通电路，开关路，开关S自自动与触与触点点a、b闭合，开合，开场加加热，当，当锅内水温到达内水温到达105 时
4、，S自自动与与a、b断开，断开，并与触点并与触点c接通，开接通，开场保保压，此，此时锅内水温不内水温不变，且未沸，且未沸腾。变式图变式图电功电热综合计算第5页求求：(1)电压力力锅正正常常任任务时，假假设指指示示灯灯L发绿光光，R0的的最最大大阻阻值是是多多少少？(2)当当锅内内气气压为110 kPa时，锅内内气气体体对面面积为400 cm2的的锅盖盖的的压力力多多大大？(3)在保在保压形状下，加形状下，加热器正常任器正常任务1 h耗耗电0.2 kWh，R2的阻的阻值是多少？是多少？(4)用用该压力力锅对5 L、20 的的水水加加热，正正常常任任务35 min，水水温温升升高高到到多多少少 ？
5、知耗知耗费的的电能有能有90%被有效利用，水的比被有效利用，水的比热容容为4.2103J/(kg )电功电热综合计算第6页电功电热综合计算第7页电功电热综合计算电动机机探求2【例例2】如如下下图的的电动机机是是一一种种运运用用广广泛泛的的动力力机机械械，从从能能量量转化化的的角角度度看看。它它主主要要是是把把电能能转化化为机机械械能能，还有有一一部部分分能能量量在在线圈圈中中以以热量量的的方方式式散散失失掉掉。现有有一一台台电动机机，当当电动机机两两端端加加220 V电压时，经过电动机机线圈圈的的电流流为50 A。问：(1)每分每分钟该电动机耗机耗费的的电能是多少？能是多少？(2)知知电流流经
6、过导体体时产生的生的热量量QI2Rt(其中其中I、R和和t分分别表示表示经过导体的体的电流、流、导体的体的电阻和通阻和通电时间)，假，假设该电动机机线圈的圈的电阻是阻是0.4 ，那么，那么线圈每分圈每分钟产生的生的热量是多少？量是多少？(3)这台台电动机每分机每分钟所做的机械功是多少？所做的机械功是多少？解：解：(1)根据公式根据公式W电UIt220 V50 A60 s660 000 J(2)QI2Rt(50 A)20.4 60 s60 000 J (3)机械功等于耗机械功等于耗费的的电能减去能减去产生的生的热量：量：W机机W电Q660 000 J60 000 J600 000 J例例2 2图
7、图第9页变式式某某工工地地用用电动起起重重机机吊吊起起重重物物，重重物物的的质量量m400 kg，电源源提提供的供的电压U220 V，不，不计一切摩擦。当一切摩擦。当电动起重机以起重机以v0.1 m/s的恒定速度的恒定速度向上提升重物向上提升重物时，电路中的路中的电流流I2 A。(g取取10 N/kg)(1)电动机机线圈的圈的电阻阻R是多少？是多少？(2)电动机匀速提升机匀速提升质量量m200 kg的重物，的重物，电动机的机的输入功率不入功率不变，提升速度是多少？，提升速度是多少？解：解：(1)电动机的机的输出功率：出功率：P出出FvGvmgv400 kg10 N/kg0.1 m/s400 W
8、，电动机的机的输入功率：入功率：P入入UI220 V2 A440 W，电功电热综合计算第10页电功电热综合计算 跟跟 踪踪 训训 练练1图图甲是用来甲是用来焊焊接接PVC塑料管道的塑料管道的热热容器外容器外观观照片。其内部照片。其内部电电路如路如图图乙，乙，S1是手是手动电动电源开关。源开关。S2是温控开关，作用是完成是温控开关，作用是完成“加加热热方式和方式和“保温保温方式之方式之间间的切的切换换。L是指示灯是指示灯(在在S1闭闭合情况下合情况下L一直能正常一直能正常发发光，灯光，灯丝电丝电阻不阻不变变)，R1是限流是限流电电阻。表中是相关元件的物理参数。阻。表中是相关元件的物理参数。第第1
9、 1题图题图第12页跟踪训练(1)求求R1的阻的阻值值；(2)求保温功率求保温功率(不含不含L和和R1的功率的功率)；(3)某某次次热热容容器器在在正正常常加加热热形形状状，需需求求将将80 g的的PVC塑塑料料从从温温室室20 加加热热到到170 ，加加热热效效率率为为60%，请请计计算算需需求求加加热热的的时时间间。(PVC塑塑料料的的比比热热容容为为1.2103 J/(kg)，结结果保管一位小数果保管一位小数)第13页跟踪训练第14页跟踪训练第15页2某同窗根据如下图电路进展实验：先用夹子夹住电动机转轴使其不能某同窗根据如下图电路进展实验：先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关转动
10、，闭合开关S，挪动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读，挪动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数，后松开夹子，使电动机转轴转动，挪动滑动变阻器滑片，记下电压数，后松开夹子，使电动机转轴转动，挪动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如下：表读数和电流表读数。数据记录如下：利用上表数据计算和分析：利用上表数据计算和分析： (1)电电动动机机不不转转动动时时，通通电电10 s，电电动动机机所所做做的的电电功功W1和和所所产产生生的的热热量量Q1。(2)电动机转动时，通电电动机转动时，通电10 s，电动机所做的电功，电动机所做的电功W2和所产生的热量和所产生的热量Q2。(3)
11、试比较试比较W1和和Q1的大小关系以及的大小关系以及W2和和Q2的大小关系，并分析其缘由。的大小关系，并分析其缘由。第第2 2题图题图跟踪训练第16页跟踪训练3如下如下图图是小金研是小金研讨电动讨电动机机转动转动能否能否对对小灯泡的亮度有影响的小灯泡的亮度有影响的电电路路图图，开开场场小金先抓住小金先抓住转轴转轴合上开关，察看小灯泡的亮度，接着放开合上开关，察看小灯泡的亮度，接着放开转轴让电转轴让电动动机机转动转动，继续继续察看小灯泡亮度的察看小灯泡亮度的变变化化(知：小灯泡的知：小灯泡的电电阻阻为为R，电动电动机机线线圈圈电电阻阻为为r，电电源源电压为电压为U)，由此，由此请请他回答：他回答
12、：(1)在在电动电动机未机未转动时转动时，t时间时间内内电电流在流在电电路中路中产产生的生的热热量量为为_(填写表达式填写表达式)；(2)在在电动电动机机转动时转动时，电电流所做的功流所做的功_电电流在流在电电路中路中产产生的生的热热量量(选选填填“大于大于“等于或等于或“小于小于)；(3)小金判小金判别电动别电动机机转动转动后小灯泡会更亮，他以后小灯泡会更亮，他以为为小金的小金的判判别别正确正确吗吗？并根据学？并根据学过过的知的知识识加以解加以解释释。第17页大于大于第第3 3题图题图【答答案案】 (3)电动机机转动后后，电动时机机耗耗费一一部部分分能能量量，使使得得电功功转化化而而成成的内
13、能减小，故灯泡的亮度会的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判暗，所以小金的判别是是错误的。的。跟踪训练4某某校校科科技技小小组组的的同同窗窗们们用用PTC元元件件(即即半半导导体体陶陶瓷瓷资资料料)制制造造了了一一个个电电加加热热保温杯。常温下的凉开水放在杯内可加保温杯。常温下的凉开水放在杯内可加热热至至60 ，并利用，并利用这这种元件的种元件的特性特性设设定保温温度定保温温度为为60 。知所用的。知所用的PTC元件的阻元件的阻值值Rr随温度的随温度的变变化化关系如关系如图图甲所示，运用甲所示，运用时时PTC元件如元件如图图乙所示接入家庭乙所示接入家庭电电路中。路中。第18页第第4 4题
14、图题图跟踪训练请回答以下回答以下问题：(1)当当温温度度为60 时，电路路中中的的电流流是是_mA，通通电1 min，PTC元元件件耗耗费的的电能是能是_J。(2)PTC元件的最大元件的最大电功率是功率是_W。(3)保保温温杯杯可可以以利利用用PTC元元件件的的特特性性进展展保保温温的的原原理理是是：当当温温度度到到达达60 时，PTC元元件件发热功功率率等等于于散散热功功率率(即即在在一一样时间内内产生生的的热量量与与散散失失的的热量量相相等等)， 温温 度度 坚 持持 不不 变 。 从从 图 甲甲 可可 以以 看看 出出 ， 当当 它它 的的 温温 度度 高高 于于 60 时 ，_，温温度度下下降降；当当温温度度低低于于60 时，_，温温度度上上升升。因此保温杯中的水可以因此保温杯中的水可以坚持在持在60 左右。左右。第19页22290.424.2电阻增大，根据阻增大，根据P ，它的，它的发热发热功率减小，功率减小，发热发热功率小于散功率小于散热热功率功率电阻减小，同理，它的阻减小，同理，它的发热功率增大，功率增大，发热功率大于散功率大于散热功率功率跟踪训练
