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首页 初中物理知识 功的概念 功率的计算 热机的效率 电流的大小 试题正文
  • 单选题
    下列数据中最接近生活实际的是（　　）
    A．柴油机的效率可以达到99%
    B．一个中学生登上一层楼所做的功约为1500J
    C．中学生小明跳绳的功率约为1000W
    D．家用台灯正常工作时灯丝中的电流约为2A

    本题信息：物理单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “下列数据中最接近生活实际的是（ ） A．柴油机的效率可以达到99% B．一个中学生登上一层楼所做的功约为1500J C．中学生小明跳绳的功率约为1000W D．家用台灯...” 主要考查您对

功的概念

功率的计算

热机的效率

电流的大小

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  • 功的概念
  • 功率的计算
  • 热机的效率
  • 电流的大小
功的定义：
必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功；

功的两个要素：
一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
以下三种情况下力对物体不做功：
(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。

(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。

(3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。
功和机械能知识梳理：

如何判断力对物体是否做功：
    判断力对物体是否做功，可以从物体在力的作用下，在该力的方向上是否移动了距离来进行判断。
    如冰块在光滑冰面上匀速滑动，水平方向上没有受到力的作用，只是在竖直方向上受重力和支持力；因此，水平方向上没有力对冰块做功，而竖直方向上，重力、支持力的方向都与冰块运动的方向垂直，所以重力、支持力也没有对冰块做功。
    人用力推车，对车有水平推力，且车沿水平方向通过了距离，符合做功的两个要素，推力做了功。

例1教学大楼每层楼高为3m，小明提着一重 50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4m进入教室，从一楼到教室过程中小明对箱子做的总功为(   )
A．0J  B．300J  C．450J  D．500J

解析：本题包括两个过程，一是小明将50N的箱子提高6m，人对箱子的拉力是50N，箱子在拉力方向上移动6m的距离，根据W=Fs=50N×6m= 300J；另一过程是提着箱子在水平走廊走了4m，拉力和箱子移动距离的方向垂直，在这一过程中人没有做功。

答案：B
功率的计算公式：
（1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
（2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

公式法计算功率：
     运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：

(1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率多大?
解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
（1）0.24m/s
（2）
（3）

例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ海水=1．03×103kg／m3。
(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3，密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动，求该力的大小。
(3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。

解析：（1）由液体压强公式得，，
（2）物体在水下受平衡力的作用，则
则
（3）由题图可知，海水阻力与机器人的运动速度成正比，当机器人运动速度为0．5m/s时，f=175N 机器人匀速前进时，机器人水平推进力F=f
P=Fv=175N×0．5m/s=87．5W
答案：（1）7.21×105Pa（2）334N（3）87.5W


热机的效率：
η=W有用/Q总×100%，其中W有用指用来做有用功的能量，Q总指完全燃烧释放的能量。

 提高热机效率的途径：
（1）燃料尽可能燃烧
（2）尽量减少各类热量的损失
（3）在热机的设计和制造上，采取先进技术
（4）使用时，注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
机械效率、热效率、热机的效率的计算方法：
效率问题是中考的热点问题，例如前面我们学习简单机械时的机械效率、太阳能热水器的吸热效率、炉子的放热效率等。
1．机械效率：，其中W有用指有用功，即对人们有用的功；W总指利用机械做的总功。
2．热效率：，其中Q有用指有效利用的热量， E指总能量。如果是炉子，则E为燃料完全燃烧放出的热量(E=Q总=mq)；如果是太阳能热水器，则E为太阳射入的总能量；如果是电热器，则E为电流做功放出的热量(E=Ult)。
3．热机的效率：，其中W有用指用来做有用功的那部分能量，Q总指燃料完全燃烧释放的能量。
温室效应和热岛效应
1．温室效应：温室效应指的是地球表面一些气体 (如二氧化碳、氟氯烃、甲烷、氮氧化物、低空臭氧等)吸收部分的太阳辐射能量后，转化成内能释放到地球表面而不能散去．于是造成地表温度升高的效应。

2．热岛效应：起城市“热岛效应”的主要原因有：
①工厂、交通工具等散发出大量的热量；
②城市的建筑物、马路上的砂石的比热容小，相同日照条件下升温快；
③城市中水少，使热量不能被充分吸收；
④楼群林立．难以形成空气对流，主要的改进措施有：植树造林、建绿地和人工湖等。
定义：
物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流。每秒内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大(强)。
公式：
电流用符号“I”表示，若“Q”表示电荷量，  “t”表示时间，则，公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s)。
方向：
电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。
常见用电器的电流大小:
计算器中电源的电流 约100μA
半导体收音机中电源的电流 约50mA
手电筒中的电流 约200mA
房间灯泡中的电流 约0.2A
家用电冰箱的电流 约1A
家用空调器的电流 约5A
雷电电流 可达2×105A

电流的三大效应：
1．电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。例如：电流通过灯泡内的钨丝，钨丝会发热，温度高达2500℃，呈白炽状态而发光。

2．电流的磁效应：电流通过导体时，在导体周围产生磁场。例如：电流通过螺线管时周围出现的磁场与条形磁铁周围的磁场分布相似。

3．电流的化学效应：电流通过酸、碱、盐的水溶液时会发生化学反应。例如：电解、电镀就是利用了电流的化学效应。通过导体的电流越大，各种效应就越明显，因此我们可以利用各种电流效应的程度来判断电流的大小。

电流对人体的作用特征：

电流I/mA 作用特征
50—60Hz交变电流 恒定电流
0．6～1．5 开始有感觉——手轻微颤抖 无感觉
2～3 手指强烈颤抖 无感觉
5～7 手部痉挛 感觉痒和热
8～10 手已难于摆脱电极，但还能摆脱，手指尖到手腕剧痛 热感觉增强
20～25 手迅速麻痹，不能摆脱电极，剧痛，呼吸困难 热感觉大大增强，手部肌肉不强烈收缩
50～80 呼吸麻痹，心房开始震颤 强烈的热感觉，手部肌肉收缩、痉挛，呼吸困难
90～100 呼吸麻痹，延续3s就会造成心脏麻痹 呼吸麻痹
300以上 作用0．1s以上时，呼吸和心脏麻痹，机体组织遭到电流的热破坏

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