1、力學熱學電學 計算題復習課,力 熱 電,例題1人類的祖先鉆木取火，為人類文明揭開了新的一頁，鉆木取火的一種方 法如圖所示，將削尖的 木棒伸到木板的洞里，用力壓住木棒來回拉動鉆弓，木棒在木板的洞里轉動時，板與棒互相摩擦，機械能轉化為內能.而熱集中在洞內，不易散發(fā)，提高了木棒尖端 的溫度，當達到約260時木棒便開始燃燒，因木頭是熱的不良導體，故受熱厚度很薄，木棒受熱部分的質量只有0.25 g.已知：來回拉一次鉆弓需1.0 s，弓長為S=0.25 m，人拉弓的力為16 N，木頭比熱C=2103 J/(kg)，室溫為20.問： (1)人來回拉一次鉆弓克服摩擦力所做的功為多少? (2)人克服摩擦力做功使

2、機械能轉化為內能，若其中有25%被木 棒尖端吸收，則1 s內可使木棒尖端溫度提高多少? (3)請你估算用多長時間才能使木棒燃燒起來?,一、力學與熱學計算,來回 做功兩次,有用功等于總功乘以效率,變化t=Q/cm,時間t=(260-20)/ t,(1)人來回拉一次鉆弓克服摩擦力所做的功為多少? (2)人克服摩擦力做功使機械能轉化為內能，若其中有25%被木 棒尖端吸收，則1 s內可使木棒尖端溫度提高多少? (3)請你估算用多長時間才能使木棒燃燒起來?,三、力學與熱學計算,例題1、解：(1) 功W=FS=16N 0.25m 2=8J ; (2)木頭吸收的有用能量Q=25% Q=2J； 溫度變化t=Q

3、/cm=2J/2103 J/(kg)*0.25 10-3 kg =4 (3) 時間t = (260 -20 )/4 =60（S） 答：略。,學生練習1如圖所示，總質量為1500kg的小汽車每條輪胎與地面的接觸面積為0.03m2，該車以72km/h的速度由小明家沿水平直路行駛到學校用了0.5h。已知汽車在行駛過程中受到的阻力是車重的0.05倍，g=10N/kg。求： （1）汽車對地面的壓強； （2）小明家到學校的距離； （3）在此過程中汽車牽引力做的功； （4）若在此過程中汽車消耗了2kg汽油，汽油的熱值為4.5107J/kg，則汽車利用內能的效率是多大？,先求壓力F=G=mg,注意國際單位為米

4、。,牽引力等于重力的0.05倍,動力做的功相當于有用功； 汽油放出的熱量相當于總功。,學生練習1 （1）汽車對地面的壓強； （2）小明家到學校的距離； （3）在此過程中汽車牽引力做的功； （4）若在此過程中汽車消耗了2kg汽油，汽油的熱值為4.5107J/kg，則汽車利用內能的效率是多大？,學生練習1、解： （1） 壓強P=F/S=15000N/(0.03m2 4)=1.25 105 Pa ; （2）距離S=v t=72km/h 0.5h =36km=36000m； （3）有用功W=FS=0.05 15000N 36000m=2.7107 J ; (4) 放出總熱量 Q = m*q=2kg*4

5、.5107J/kg =9107 J ; 效率=Q有用/Q總=0.30=30% 答：略。,例題2小偉在科技活動中接觸到一種叫“ 壓力傳感器”的電學元件，其實際是一種阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的電阻。經過查詢資料，他設計了一種簡易的電子秤，其原理如圖8所示。所用壓力傳感器R的上表面面積為510-4米2，電源電壓為24伏，容器的質量為1千克，容器的底面積為40010-4米2，壓力傳感器電阻與所受壓力的關系如下表所示。 壓力F(牛)050100150200250300 電阻R(歐)500380300245200170150 求：(1)容器內盛有5千克水時，這些水的體積為多少？ (2)當容器與水的總重

6、為100牛時，容器對壓力傳感器R的壓強是多大？ (3)當電流表示數為0.12安時,容器內水的質量為多少千克？,二、力學與電學計算,V =m/,受力面積為510-4米2,利用電壓、電流求出電阻，求出總壓力，注意再減去容器的壓力。,例題2(1)容器內盛有5千克水時，這些水的體積為多少？ (2)當容器與水的總重為100牛時，容器對壓力傳感器R的壓強是多大？ (3)當電流表示數為0.12安時,容器內水的質量為多少千克？,四、力學與電學計算,例題2、 解： （1） 體積V=m/=5kg/(1000kg/m3)=5 10-3 m3 ; （2）壓強P=F/S=100N/(5 10-4m2)=2 105 Pa

7、 ； （3）電阻 R=U/I=24V/0.12A=200; 總壓力F = 200N = 總重力G ; 總質量 m= G/g=200N/(10N/kg)=20kg; 水的質量 m = m總m容器=19 kg . 答：略。,學生練習2某班科技小組的同學設計了一種簡易的電子拉力計，放在水平地面上的物體A通過硬質彈簧與拉環(huán)相連.彈簧上端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R2接觸良好且不計摩擦）.已知物體A的質量為100kg，定值電阻R1=6，R2是一根長為6cm的均勻電阻線（阻值與其長度成正比），其最大阻值為24，電源電壓為6V，電流表的量程為00.6A.當不拉拉環(huán)時，金屬滑片P剛好處于a端

8、.已知該彈簧伸長的長度l與所受豎直向上的拉力F間的關系如圖9-20乙所示，問：,（1）要把電流表的表盤改為拉力計的表盤，則拉力計表盤的零刻度應標在電流表表盤的何處？ （2）閉合開關，當電流表示數為0.6A時，R2接入電路中的電阻為多少？ （3）在保證電路安全的條件下，物塊A對地面的壓力范圍是多少（g=10N/kg）？,甲 乙 圖9-20,用總電阻減去分電阻R1,先求電阻絲每厘米有多少歐姆，拉環(huán)最多能改變多少歐姆，看拉環(huán)最多能伸長多少厘米，最后對應圖像找出拉力。,未拉動時，總電阻等于R1與R2最大之和,學生練習2 （1）要把電流表的表盤改為拉力計的表盤，則拉力計表盤的零刻度應標在電流表表盤的何處

9、？ （2）閉合開關，當電流表示數為0.6A時，R2接入電路中的電阻為多少？ （3）在保證電路安全的條件下，物塊A對地面的壓力范圍是多少（g=10N/kg）？,學生練習2、解： （1） P在a端時，總電阻R=R1+R2=6+24=30; 總電流I=U/R=6V/30=0.2A； （2）總電阻R=U/I=6V/0.6A=10 ； 分電阻R 2=R-R1=10-6=4; （3）每厘米電阻絲的電阻率為24/6cm=4/cm; 拉環(huán)最多能改變：24-4=20 ; 拉環(huán)最多能伸長20/(4/cm)=5cm; 對應的拉力大小為750N； 而物體A的重量為G=mg=100kg*10N/kg=1000N; 所以

10、A 對地面的壓力范圍是250N1000N。 答：略。,例題3家用電器使用日益廣泛好學的瑞瑞突發(fā)奇想，想檢驗電熱水壺和電飯煲誰的熱效率高 如圖11所示是瑞瑞家兩種電器及銘牌。下表是瑞瑞在使用這兩種電器（正常工作）燒水時所記錄的數據 (1)在1標準大氣壓下，把電熱水壺中的水燒開，水需要吸收多少熱量？ (2)請計算出電熱水壺和電飯煲分別消耗的總電能，通過計算說明電熱水壺和電飯煲的熱效率誰高,三、電學與熱學計算,電提供的是總能量，利用電功率與時間的乘積求出，水吸收的相當于有用能量。,注意裝水質量只有1.8千克，水初溫20 ，燒開到100 ,2升不一定裝滿,例題3 (1)在1標準大氣壓下，把電熱水壺中的

11、水燒開，水需要吸收多少熱量？ (2)請計算出電熱水壺和電飯煲分別消耗的總電能，通過計算說明電熱水壺和電飯煲的熱效率誰高,三、電學與熱學計算,例題3、解： (1)電熱水壺水吸收的有用能量Q=cm t = 4.2103 J/(kg) 1.8kg 80 = 6.048105 J ； (2) 電熱水壺Q1 = pt=1800w480s =8.64105 J ; 電飯煲 Q2 = pt=900w840s =7.56105 J ; 效率1=Q有用/Q總=6.048/8.64 = 0.70 = 70% ; 效率=Q有用/Q總= 6.048/7.56 = 0.80 = 80% . 答：略。,學生練習3某電水壺

12、的銘牌信息如甲所示，電水壺在標準大氣壓下工作C水=4.2103J(kg). （1）電水壺裝滿初溫為20的水時，在額定電壓下將水燒開用了7 min.求： 水吸收的熱量是多少? 電水壺燒水過程中的能量轉化效率是多少?,甲 乙 圖9-31,溫度變化80 ,水吸收的熱量相當于有用功，消耗的電能相當于總功。,(2)農村電網改造前，用電高峰時電壓會下降l0.求：這時電水壺的實際功率P(電阻不隨溫度改變) . (3)為使電水壺的功率在用電高峰時仍能達到2000W，甲、乙兩位同學對電水壺的電路進行了改造，在原電阻絲R1兩端并聯一個電阻絲R2，如圖乙所示，甲推導出了R2的表達式同學：R2 =U實2/（P額P1）

13、， 乙同學：R2 =（U額2U實2）/P額.請你指出哪個表達式是錯誤的，并分析若用此電阻絲來改造電水壺的結果.,實際電壓是額定電壓的0.9倍，利用簡便方法： P實際=（0.9U額定）2/R =0.81 2000w,并聯總功率等于額定功率與電阻R2的功率之和，求出R 2的功率=P額-P1 , 已知R2的實際電壓，所以甲正確。,（1）電水壺裝滿初溫為20的水時，在額定電壓下將水燒開用了7 min求： 水吸收的熱量是多少? 電水壺燒水過程中的能量轉化效率是多少? (2)農村電網改造前，用電高峰時電壓會下降l0.求：這時電水壺的實際功率P(電阻不隨溫度改變) . (3)為使電水壺的功率在用電高峰時仍能達到2000W，甲、乙兩位同學對電水壺的電路進行了改造，在原電阻絲R1兩端并聯一個電阻絲R2，如圖乙所示，甲推導出了R2的表達式同學：R2 =U實2/（P額P1）， 乙同學：R2 =（U額2U實2）/P額.請你指出哪個表達式是錯誤的，并分析若用此電阻絲來改造電水壺的結果.,學生練習3、解： （1）電熱水壺水吸收的有用能量Q=cm t = 4.2103 J/(kg) 2kg 80 = 6.72105 J ； 電熱水壺消耗的總電能Q1