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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 有用功和额外功 电流的大小 电功或电能的计算 重力的计算 试题正文
  • 计算题
    如图所示的风力发电是新能源开发中具有良好开发前景的发电方式．但风力发电的特点是随机性强，5m/s以上的风速才可以发电．泸州市属亚热带季风气候，春秋季风力大，持续时间长，可以考虑在泸州地区开发风力发电．下表是某一台风力发电机在不同风速下的发电功率：请根据你所学知识完成以下问题：
    （1）在泸州某主峰平均风速为8m/s的位置，安装有上述风力发电机一台，该发电机工作1h获得的电能为多少KW·h？将该电能全部用于带动额定电压为220V的电热器正常工作可达40h，则电热器的额定电流为多少？
    （2）将上述发电机工作1h获得的电能全部用于带动机械效率为75%的电动抽水机工作，把水抽到10m高的水池上，请通过计算说明能否把容积为1000m3的水池盛满？（取g=10N/Kg，ρ水=1×103kg/m3）

    本题信息：2012年四川省月考题物理计算题难度较难 来源:王素娟（初中物理）
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本试题 “如图所示的风力发电是新能源开发中具有良好开发前景的发电方式．但风力发电的特点是随机性强，5m/s以上的风速才可以发电．泸州市属亚热带季风气候，春秋季风...” 主要考查您对

有用功和额外功

电流的大小

电功或电能的计算

重力的计算

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  • 有用功和额外功
  • 电流的大小
  • 电功或电能的计算
  • 重力的计算
有用功，额外功与总功：
名称 定义 符号 公式 实例
有用功 使用机械做功时对人们有用的功 W有 W有=Gh 从井中打水时提水所做的功
额外功 对人们没有用但又不得不做的功 W额 —— 从井中打水时提水桶和绳子所做的功
总功 有用功与额外功之和 W总 W总=W有+W额 从井中打水时手的拉力所做的功

区分有用功和额外功：
    区分有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么做功目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。例如：用桶将水从水井中提出来，提水是我们需要的，而提桶是不需要，但又不得不做的功，故克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功；如果是一只桶掉入水井里，我们要将桶从井中提出来，则克服桶重做的是有用功，而克服桶中可能带出来的水的重力所做的功就是额外功了。

 计算有用功，额外功和总功的方法：
1. 总功的计算：
（1）定义法：W总=Fs
（2）总功等于有用功和额外功之和，即W总=W有用+W额外
（3）公式法：
2. 有用功的计算方法：
（1）定义法：W有用=Gh
（2）W有用=W总-W额外
（3）公式法：
3. 额外功的计算方法：
（1）定义法：
（2）W额外=W总-W有用
（3）公式法：


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

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）
重力的计算公式：
物体所受的重力跟它的质量成正比，g=，G=mg。（g=9.8N/g）
重力与质量的区别和联系：
质量 重力
区别 概念 物体所含物质的多少 由于地球吸引而使物体受到的力
符号 m G
量性 只有大小，没有方向 既有大小，又有方向
单位 千克（kg） 牛顿（N）
与地理位置的关系 与位置无关 与位置有关
公式 m=ρV G=mg
测量工具 天平 测力计
联系 重力与质量的关系是G=mg（g=9.8N/kg）

重力加速度：
     重力加速度g的方向总是竖直向下的。在同一地区的同一高度，任何物体的重力加速度都是相同的。重力加速度的数值随海拔高度增大而减小。当物体距地面高度远远小于地球半径时，g变化不大。而离地面高度较大时，重力加速度g数值显著减小，此时不能认为g为常数。
     距离地面同一高度的重力加速度，也会随着纬度的升高而变大。由于重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供了物体绕地轴作圆周运动所需要的向心力。物体所处的地理位置纬度越高，圆周运动轨道半径越小，需要的向心力也越小，重力将随之增大，重力加速度也变大。地理南北两极处的圆周运动轨道半径为0，需要的向心力也为0，重力等于万有引力，此时的重力加速度也达到最大。
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