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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 机械效率的计算 热量的计算公式的应用 电功率的计算 试题正文
  • 计算题
    如图所示是黄冈中学物理兴趣小组制作的一台电动起重机示意图。他们利用它提升重物，已知重物质量m=60kg，电源电压U=120V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A（g=10N／kg）。求：
    （1）电动机线圈电阻R的发热功率；
    （2）电动起重机提升重物的机械效率；
    （3）如果这只电动机的质量为15Kg，电动机整体的比热容为0.4×103J/（Kg·℃），用它提起重物耗时3分20秒，求电动机提升重物后温度升高多少摄氏度？

    本题信息：2011年湖北省模拟题物理计算题难度极难 来源:牛青丹
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本试题 “如图所示是黄冈中学物理兴趣小组制作的一台电动起重机示意图。他们利用它提升重物，已知重物质量m=60kg，电源电压U=120V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不...” 主要考查您对

机械效率的计算

热量的计算公式的应用

电功率的计算

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机械效率的定义：
有用功跟总功的比值叫做机械效率；

计算公式：
η=
机械效率的意义：
（1）机械效率的功率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。

（2）机械效率的高度并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功所占的比例；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小。机械效率高不一定省力。
功，功率和机械效率的比较：
物理量 物理意义 定义 符号 公式 单位 说明
功 做功即能量的转化 有力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，就说力对物体做了功 W W=Fs J l. 功率大小由功和时间共同决定，单独强调某一方面是错误的 2．功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之问没有直接关系
功率 做功快慢 单位时间内完成的功 P W(国际单位)
kW，MW（常用单位）
机械效率 反映机械性能的物理量 有用功占总功的总值 η 无

汽车的机械效率和功率：
    机械效率与功率是两个完全不同的概念。
    这两个物理量是从不同方面反映机械性能的，它们之间没有必然的联系。
    功率大表示机械做功快；机械效率高表示机械对总功的利用率高。功率大的机械不一定机械效率高。内燃机车功率可以达到几千千瓦，但效率只有30％r～ 40%，反之，机械效率高的机械功率不一定大。安装在儿童玩具汽车里的电动机效率可达80%，但功率却只有凡瓦特。
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


电功率的计算公式：
1. 定义式：P=W/t

2. 常用公式：P=W/t=UIt/t=UI，即P=UI
并、串联电路的总功率：
1．并联电路的总功率
因为P1=I1U，P2=I2U
P=IU=（I1+I2）U=I1U+I2U，所以P=P1+P2
即并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和。
并联电路电功率的分配：
因为P1=I1U，P2=I2U，
所以
又因为，所以
即并联电路中，电功率的分配跟电阻成反比。

2. 串联电路的总功率
因为P1=I1U，P2=I2U
P=IU=（I1+I2）U=I1U+I2U，所以P=P1+P2
即串联电路中总功率等于各串联电器的电功率之和。
串联电路电功率的分配：
因为P1=I1U，P2=I2U
所以
又因为，所以

灯泡铭牌问题
  “铭牌问题”是电功率知识与实际生活相结合的热点问题，做这类题目时，首先要读懂用电器的“铭牌”。
如图：灯泡上的铭牌。“PZ”是“普通照明灯泡”中 “普”和“照”的汉语拼音的第一个字母，表示灯泡的型号。另外可知：U额=220V，P额=25W。

例：甲、乙两灯泡分别标有“220V 40W”和 “110V 40W”字样，将它们串联起来接入220V电路中，比较两灯的亮度，则(  )
A．甲灯亮B．乙灯亮 C．一样亮D．无法判断

解析：灯的亮度决定于灯的实际功率，串联时电流相同，根据P=I2R，电阻大的实际功率大，灯更亮一些。根据有。，R乙=，所以，甲灯更亮一些。


公式法计算电功率：
1.
     这是电功率的定义式，此公式适用于各种用电器和电路。
2. P=UI
     这是电功率的决定式，即电功率是由用电器两端的电压和通过它的电流之积来决定的。此公式适用于所有电路，它是“伏安法”测小灯泡电功率的理论依据。该公式表明，用电器的实际功率等于实际电压与实际电流的乘积。常常借助于用电器的铭牌用此公式来计算用电器的额定电流，进而计算用电器的电阻；当然这个公式的最大用处还是用来计算各类用电器实际消耗的电功率或电路的总功率。


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