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计算题

夏天到了，光明学校附近的广场边上出现了许多小吃摊．为了响应政府号召，强化环保意识，其中一用木炭炉烤羊肉串的摊主将炭炉改为电烤炉，从而减少烟尘的污染．张聪放学路过广场时，闻到阵阵羊肉香味，于是，他寻着香味找到电烤炉．爱动脑子的张聪同学不仅注意到炉上铭牌的数据，他还发现里面的电路很简单（如图所示），有一个发热体和用做指示灯用的发光二极管组成．
（1）张聪同学闻到香味是由于 ____ 现象造成的；烤羊肉串的过程是用 _____ 的方式改变物体的内能．
（2）张聪同学在观察时，发现指示灯不亮时，摊主还能凭感觉烤羊肉串，请你由此说出指示灯与发热体的连接方式．
（3）张聪通过和摊主谈话了解到他每天从下午17：00经营到晚上22：00．如果每度电费按0.6元计算，一个月（30天）这位摊主要支付多少电费？
（4）这位摊主按上面每天经营的时间算，如果消耗的电能全部转化为热能，这些热量能把多少千克的水从20℃加热到沸腾？[水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃）]

本题信息：2012年期中题物理计算题难度较难来源:牛青丹
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本试题 “夏天到了，光明学校附近的广场边上出现了许多小吃摊．为了响应政府号召，强化环保意识，其中一用木炭炉烤羊肉串的摊主将炭炉改为电烤炉，从而减少烟尘的污染...” 主要考查您对
扩散现象

物体内能的改变方法（做功、热传递）

热量的计算公式的应用

串、并联电路的辨别

电功或电能的计算
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扩散现象
物体内能的改变方法（做功、热传递）
热量的计算公式的应用
串、并联电路的辨别
电功或电能的计算

1．定义：不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
2．扩散现象表明一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，也说明物质的分子间存在间隙。
3．影响扩散的因素：温度越高，扩散越快(即分子无规则运动跟温度有关，温度越高分子无规则运动越剧烈)。
4. 扩散现象的认识和理解
（1）扩散现象只能发生在不同的物质之间，同种物质之间不能发生扩散现象，
（2）不同物质只有相互接触时，才能发牛扩散现象，没有相互接触的物质，是不会发生扩散现象的。
（3）扩散现象足两种物质的分于彼此进入对方，而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质。
（4）气体、液体和同体之间都可以发生扩散现象，不同状态的物质之间也可以发生。
5. 扩散现象的物理意义
    将装有两种不同气体的两个容器连通，经过一段时间，两种气体就在这两个容器中混合均匀，这种现象叫做扩散。用密度不同的同种气体实验，扩散也会发生，其结果是整个容器中气体密度处处相同。在液体间和固体间也会发生扩散现象。例如清水中滴入几滴红墨水，过一段时间，水就都染上红色；又如把两块不同的金属紧压在一起，经过较长时间后，每块金属的接触面内部都可发现另一种金属的成份。
    在扩散过程中，气体分子从密度较大的区域移向密度较小的区域，经过一段时间的掺和，密度分布趋向均匀。在扩散过程中，迁移的分子不是单一方向的，只是密度大的区域向密度小的区城迁移的分子数，多于密度小的区域向密度大的区域迁移的分子数。
6.  扩散现象的实质
   扩散现象是气体分子的内迁移现象。从微观上分析是大量气体分子做无规则热运动时，分子之间发生相互碰撞的结果。由于不同空间区域的分子密度分布不均匀，分子发生碰撞的情况也不同。这种碰撞迫使密度大的区域的分子向密度小的区域转移，最后达到均匀的密度分布。
判断扩散现象的方法
   确认某种现象是否属于扩散现象时，关键是要看不同的物质彼此进入对方是自发形成的，还是在外力作用下形成的，是由于分子运动形成的，还是由于宏观的机械运动形成的。由于分子运动而自发形成的属于扩散现象，受外力作用下的宏观机械运动形成的现象就不属于扩散现象。例如，秋天，桂花飘香属于由于分子运动而形成的扩散现象，而冬天，雪花飘扬是由于雪花受重力和风力作用下的机械运动，它不属于扩散现象。
热和能，能源知识梳理：

改变物体内能的两种方式：
1．热传递可以改变物体的内能
(1)热传递：温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低的过程叫做热传递。
(2)热传递条件：物体之间存在着温度差。
(3)热传递方向：能量从高温物体传递到低温物体。
(4)热传递的结果：高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到物体的温度相同为止。
注意：
(1)热传递传递的是内能，而不是传递温度，更不是传递某种热的物质。
(2)热传递是把内能由温度高的物体传给温度低的物体，不是由内能多的物体传递给内能少的物体。

2．做功可以改变物体的内能
(1)对物体做功，物体的内能会增加。
(2)物体对外做功，物体的内能会减少。
说明：做功和热传递是改变物体内能的两种方式；做功是其他形式的能和内能的相互转化，热传递是内能的转移；两种方式对改变物体内能是等效的。
注意：做功不一定都使物体的内能发生变化。做功是否一定会引起物体内能的改变，这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。如举高物体时，做功所消耗的能量变成了物体的势能，并未转化为物体的内能，所以物体的内能就没有改变。
如何区别对物体做功和物体对外做功：
做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能的变化是由于内能与机械能之间的相互转化引起的，对物体做功时机械能转化为内能，则内能增加，物体对外做功时内能转化为机械能，则物体内能减小。
如向下压活塞时，活塞压缩玻璃筒内空气，对筒内空气做了功(图甲)棉花燃烧表明筒内空气的温度升高了，也就是说，筒内空气的内能增加了。在这一过程中，机械能转化为内能将一根铁丝快速反复弯折数十次，铁丝弯折处就会发热(图乙)，表明铁丝弯折处的温度升高．铁丝的内能增大，铁丝内能的增大是由于人对铁丝做了功。

公式法计算物体吸收或放出热量的多少：
1．热量计算公式(在没有发生状态变化的情况下)
(1)当物体的温度升高时，吸收的热量是：Q_吸 =cm(t-t₀)：
(2)当物体的温度降低时，放出的热量是：Q_放 =cm(t₀—t)。公式中c表示物质的比热容，m表示物体的质量， t₀表示物体的初温，t表示物体的末温，(t一t₀)表示物体吸热时升高的温度，(t₀一t’)表示物体放热时降低的温度。
(3)若温度的变化量用△t表示，那么吸、放热公式可统一表示为：Q=cm△t。

2．热量公式的变形式：
利用热量的计算公式，不仅可以计算物体吸收(或放出)热量的多少，还可以计算物质的比热容、质量、温度变化等。计算式为

。

巧法解图像类问题：
在物理学习过程中，我们常常会遇到图像题，此类题目的难度并不大，但是很多同学出错。有的看不懂图像，有的没有看清楚坐标轴，甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决，而且不易出错，具体方法是：根据公式，把题目图像的要求进行变形，最后根据图像得出答案。

例：用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得出两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示，用T_甲、T_乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，c_甲，c_乙分别表示甲、乙两种液体的比热容，根据图像可得出正确的关系是（）

A.T_甲>T_乙；c_甲>c_乙B.T_甲>T_乙；c_甲<c_乙
C.T_甲<T_乙；c_甲>c_乙D.T_甲<T_乙；c_甲<c_乙

解析：观察图线，乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高，不难看出T_甲<T_乙。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同，因此我们把公式进行变形c =，而可从图像看出甲的温度变化大，故c_甲<c_乙

答案：D

核心提示：
学会正确识别串并联电路是初中物理的重要知识点之一，会识别电路是学习电路连接和电路计算的基础，对于电路的识别要紧紧抓住串联电路和并联电路的基本特征，而不应单从形状上去分析。
串并联电路的识别方法：

方法	方法介绍
定义法	若电路中各元件是逐个顺次首尾相连的，此电路就是串联电路；若各用电器“首首相接．尾尾相接”并列地连在电路两点间，此电路就是并联电路
电流法	如果让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极，途中不分流，始终是一条路径，则这些用电器的连接方式就是串联；如果电流在某处分为几条支路，且每条支路上只有一个用电器，电流在电路中有分有合，则这些用电器之间的连接方式就是并联
拆除法	拆除法的原理是串联电路中各用电器互相影响，并联电路中各用电器互不影响。逐个拆除电路中的用电器，根据电路中其他用电器中有无电流通过来识别电路的连接分式
节点法	所谓“节点法”就是在识别不规范电路的过程中，不论导线有多长，只要中间没有电源、用电器，导线两端点均可以看成同一个点，从而找出各用电器两端的公共点

电功计算基本公式及推导公式（适用于纯电阻电路）：W=UIt，W=I²Rt，W=U²t/R，W=Pt，W=Uq。
电功计算：
1. W=UQ_电电能也是一种能量，而这种能量的实施者就是电荷，电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者，每个电荷从A点到B点做的功就是电压，两者相乘就是AB的电功，就是消耗的电能

2. W=UIt
我们来看一下电功的含义，电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能（A点到B点可以是一个用电器，也可以是一部分电路）电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功，电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量，时间也有了，那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt

3. W=Pt
W_电功、P_电功率、t_时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间，在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间，同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间

W=I²Rt　（纯电阻电路）

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