电热效率以及机械效率计算.doc

热效率计算1、一种家庭用电热水壶的额定功率为2000W，该电热水壶经过5分钟可以把初温是20℃的水烧开。

求：水所吸收的热量是多少电热水壶加热水时的效率2、某同学家买了一台电热水器，下表是电热水器的一些技术参数。

装满水通电后正常工作40min，水温从25℃上升到45℃。

求：(1)水吸收的热量。

(c水=4．2×103J／(kg·℃))(2)热水器的效率。

3、一个集热式太阳能热水器，一天（按光照10h计算）能使200kg水的温度从20℃升高到70℃，求：（1）水吸收的热量是多少（2）如果改用热效率为80％的电热水器加热，需消耗多少电能4、高效、方便的电热水壶是家庭常用的用电器之一，下面是一种电热水壶的铭牌。

如果用这种电热水壶正常工作时将1kg水从20℃烧到100℃需要5min，求：（1）水吸收的热量；（2）电热壶的效率。

5、燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具，而电磁炉则是新一代的智能炉具。

为了比较它们的优劣，小明同学进行了相关调查，得到的有关数据见下表。

（1）在一个标准大气压下，小明想把一壶盛有质量为2 kg温度为20 ℃的水烧开，所需热量是多少（2）若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧多少燃气（3）若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗多少度的电能6、小琳家有一台电热水壶，为了测量它烧水时的热效率，她和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，只将该电水壶装了2kg、30℃的水，接入家庭电路中，观察到家中标有2000r/（kW•h）字样的电能表恰好转过150转（r）时，壶中水的温度上升到55℃，已知水的比热容是×10 3 J／（kg·℃），求在此过程中：（1）电热水壶中水吸收的热量；（2）电水壶烧水的热效率。

型号WSJ—60额定电压220V额定功率1600W水壶容积1000mL7、某电水壶的铭牌信息如图14所示，此电水壶装满初温为20℃的水，在额定电压下将水烧到100℃用了7min。

甲乙丙1．2．2．丁1．3．图241．2009年秋季以来，我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水。

如图11所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg，水桶容积为20L。

当盛满水的桶从水中慢慢提升（桶始终未出水面）时，小明对绳的拉力为F=25N。

不计绳子重量和摩擦，水的密度是1.0×103 Kg/m3，g取10N/Kg.试求：（1）动滑轮有多重？（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大？（3）水桶被提离井中水面后，以0.2m/s的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大？2.中华神州打捞公司用如图所示的滑轮组，打捞沉在长江三峡江底一个方形物体，物体上表面距离水面50米，重力为2400N,体积为0.2m3 ,打捞时匀速提升该物体。

（g=10N/㎏ρ=1.0×103㎏/m3 )求：①（2分）物体沉在江底时，上表面受到水的压强②（2分）物体在露出水面之前受到水的浮力③（2分）物体在露出水面之前，人的水平拉力F （设物体在露出面之前此装置的机械效率为80％）3．如图17所示是打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置。

己知货箱重6500N，动滑轮总重500N，声音在海水中的传描速度是1500m/s。

在海面上用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过0.04s后收到回波（不计绳重和摩擦g取10N/kg ρ海水=1.0×103kg/m3)求：（1）沉船在水下的深度是多少？（2）海水对沉船产生的压强是多少？（不计沉船的高度)（3）货箱离开水面匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率是多少？（4）当货箱在水面下匀速上升时，如果绳子自由端的拉力为1000N，那么货箱的体积是多少？（不计动滑轮体积）4.为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。

小明同学设计了图24（甲）所示的滑轮组装置。

当小明用图24（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图24（丙）和（丁）所示。

公式1.速度v=s/t；2.密度ρ=m/v；3.压强P=F/s=ρgh；4.浮力F=G排=ρ液gV排=G（悬浮或漂浮）=F向上-F向下=G-F’；5.杠杆平衡条件：F1L1=F2L2；6.功w=Fs=Gh（克服重力做功）=Pt；7.功率p=W/t=Fv；8.机械效率η=W有/W总=Gh/Fs=G/nF=G/(G+G动) =fL/Fs(滑轮组水平拉物体克服摩擦力作功)；9.热量：热传递吸放热Q=cm△t；燃料完全燃烧Q=mq=Vq；电热：Q= I^2Rt10．电学公式：电流：I=U/R=P/U 电阻：R=U/I=U^2/P 电压：U=IR=P/I电功：W=Pt =UIt =I^2Rt=U^2t/R 电热：Q= I^2Rt（焦耳定律）=UIt=U^2t/R电功率：P=W/t= UI=I^2R=U^2/R串联电路特点：I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2 U1:U2=P1:P2=Q1:Q2=W1:W2=R1:R2 并联电路特点：I=I1+I2,U=U1=U2,1/R=1/R1+1/R2 I1:I2=P1:P2=Q1:Q2=W1:W2=R2:R1物理量的国际单位长度（L或s）：米（m）时间（t）：秒（s）面积（S）：米2（m2）体积（V）：米3（m3）速度（v）：米/秒（m/s）温度（t）：摄氏度（℃）（这是常用单位）质量（m）：千克（Kg）密度（ρ）：千克/米3（Kg/m3）。

力（F）：牛顿（N）功（能，电功，电能）（W）：焦耳（J）功率（电功率）（P）：瓦特（w）压强（p）：帕斯卡（Pa）机械效率（η）热量（电热）（Q）：焦耳（J）比热容（c）：焦耳/千克摄氏度（J/Kg℃）热值（q）：J/kg或J/m3电流（I）：安培（A）电压（U）：伏特（V）电阻（R）：欧姆（Ω）。

单位换算1nm=10^-9m,1mm=10^-3m,1cm=10^-2m;1dm=0.1m,1Km=10^3m,1h=3600s,1 min=60s,1Kwh=3.6×10^6J 1Km/h=5/18m/s=1/3.6m/s 1g/cm^3=10^3Kg/m^3 1cm^2=10^-4m^21cm^3=1mL=10^-6m^3,1dm^3=1L=10^-3m^3,词冠：m毫(10^-3)，μ微(10^-6)，K千（10^3），M兆(10^6)。

综合应用题训练主要涉及这几个公式：密度公式(ρ＝m／ｖｍ=pv V=m/p=a3=ｓh=P／Ｆ）固体压强公式:p=F/s；液体压强P=ρgh 压力F=ＰＳ功得公式：（W=Fｓ= Pｔ）功率公式：（Ｐ=W/t=Fｖ）机械效率公式:（η＝W有用/Ｗ总=ＧH/FS＝G/Fn）热量计算公式：（物体温度变化吸、放热：Q=cmΔt;燃料燃烧放热：Q＝qm）；欧姆定律公式:(Ｉ＝U/ＲI=P/U ）电功公式:(W＝UIｔ=Pｔ=I2Rt=U２t/R 电功率公式：(P＝UＩ=W/t=I2R＝U2/Ｒ;）电热公式:(Q＝I2Ｒt=W)，此外可能会用到阿基米德原理，即F浮＝G排=ρ液v排ｇ(变式）还有悬浮漂浮条件F浮=G物=G排例１：电热水壶容积1、8Ｌ,功率1210Ｗ，壶中装有１、8L温度为20℃得水，求:(1）将水烧开,水吸收得热量就是多少？(2)若在电热水壶工作时,标有“3000r/kＷ·h”得电能表在1ｍin内转了5０转，电路得实际电压就是多少？(３）不计热损失，此时烧开一壶水大约需要多少时间？例２２010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点得绿色环保技术,来体现“城市,让生活更美好”得主题。

例2。

太阳能热水器,它得水箱容量为120L，热水器上得集热器对太阳能得利用效率为40％，在与阳光垂直得地球表面上每平方米得到得太阳辐射功率约为P ＝１400W。

如果将整箱水得温度从２0℃加热到7０℃,需要阳光照射5h，那么: (１)一箱水需要吸收得热量就是多少？(２)热水器上集热器得面积至少要多大?［水得比热容就是:４、2×1０３J/（kｇ·℃)］例３:两盏灯规格分别为“６Ｖ4W”、“４Ｖ４W”，两盏灯串联或并联后接入一个可变电压得电源上使用时，电路最大功率各为多少？(注意两灯均要安全使用)例2：如图２2所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2得最大阻值为50Ω。

机械效率典型计算公式机械效率是指机械设备或系统在正常工作条件下能够转换输入能量为有用输出能量的能力。

在工程领域，评估机械设备的效率是非常重要的，因为它直接影响到设备的能耗和性能。

计算机械效率的公式因设备的不同而有所差异，下面将介绍几种典型的机械效率计算公式。

1.机械效率公式（总效率）：机械效率=（有用输出功率/输入功率）×100%这是最常见的机械效率计算公式，它以输出功率和输入功率为基础。

有用输出功率可以是实际传递给有用负载的功率，如电机的轴功率；输入功率是指机械设备从源头吸收的总能量，可以是电机输入功率，或机械设备的燃料消耗等。

通过计算输入功率和输出功率的比值，再乘以100%就可以得到机械效率的百分比。

2.能量转换效率公式：能量转换效率=（输出功率/输入功率）×100%这个公式是机械效率的另一种表达方式，它主要关注能量的转换过程。

输入功率是机械设备所需要的能量输入，输出功率是机械设备所输出的能量。

通过计算输出功率与输入功率的比值，再乘以100%，就可以得到能量转换效率。

3.传动效率公式：传动效率=（输出功率/输入功率）×100%传动效率是指传动装置的效率，用来评估传递转矩或动力的机械装置的能量损失。

在应用中，传动装置通常包括齿轮传动、链条传动或带传动等。

这种情况下，输出功率和输入功率分别代表传动装置的输出转矩和输入转矩，通过计算它们的比值来得到传动效率。

4.效率损失公式：效率损失=100%-机械效率有时效率损失比较直观地反映了机械设备的损耗情况，它可以通过计算机械效率与100%之差得到。

这样的公式常用于分析机械设备的能耗和性能。

除了上述的公式，机械效率的计算还需要考虑一些其他因素，如摩擦、空气阻力、温度等。

这些因素可能会对机械设备的效率产生负面影响。

在实际应用中，一般需要根据具体的机械系统和设备来确定适合的机械效率计算公式。

电热器效率公式电热器效率公式是指用来计算电热器能量转换效率的公式。

电热器是一种将电能转化为热能的设备，常用于取暖、热水供应等领域。

电热器的效率是指它将电能转化为热能的比例，是衡量电热器性能优劣的重要指标。

电热器的效率可以用以下公式表示：效率 = (输出的热能 / 输入的电能) × 100%其中，输出的热能是指电热器产生的热能，通常以热量单位（如焦耳）表示；输入的电能是指电热器消耗的电能，通常以能量单位（如焦耳或千瓦时）表示。

通过这个公式，我们可以计算出电热器的效率百分比。

电热器的效率受到多个因素的影响。

首先是电热器的设计和制造质量。

高质量的电热器通常能够更有效地转化电能为热能，从而具有更高的效率。

其次是电热器的工作状态和使用环境。

电热器在不同的工作状态下，其效率也会有所不同。

例如，当电热器处于满负荷运行时，其效率通常较高；而当电热器处于低负荷或停机状态时，其效率则会下降。

此外，电热器的使用环境也会对其效率产生影响。

如果电热器周围环境温度较低，其散热会增加，导致效率下降。

为了提高电热器的效率，我们可以采取一些措施。

首先是选择高效的电热器产品。

市场上有许多能效等级较高的电热器可供选择，这些产品通常具有更高的效率。

其次是正确使用电热器。

我们应该根据具体需求选择适当的功率和工作模式，避免过度使用或浪费电能。

此外，还可以通过改善电热器的使用环境，提高散热效果，进一步提高电热器的效率。

电热器的效率不仅与产品本身有关，也与用户的使用习惯和管理有关。

用户可以通过科学合理地使用电热器，节约用电，提高效率。

同时，定期对电热器进行维护和清洁，保持其良好的工作状态，也是提高效率的重要措施。

电热器效率公式是一个计算电热器能量转换效率的工具。

通过这个公式，我们可以了解电热器的能量转换效率，并采取相应的措施来提高效率。

提高电热器的效率不仅可以节约能源，减少环境污染，还可以降低使用成本，提高用户的体验和满意度。

因此，电热器效率的研究和提高对于推动能源可持续发展和提升生活质量具有重要意义。

精心整理成龙学校活页备课纸科目:九年级物理备课人：时间：2017.09.课题热机效率、热效率和机械效率学习目标1、理解热机效率、热效率和机械效率的意义，并能利用公式求效率2、理解有效利用的能量和总能量，并能利用公式求出有效利用的能量和总能量学习重点理解有效利用的能量和总能量学习过程：一、知识链接：1、所谓效率，就是在能量转移或转化过程中，_________________能量与_________能量的百分比。

2、热机效率就是_____________能与_______________________能的百分比。

3、热效率指的是产热效率，如光热效率、电热效率等。

太阳能热水器的效率指的是__________________能与________________________能的百分比。

4、机械效率指的是________________功与______________________功的百分比。

二、知识运用：1、如图所示，小阳家的太阳能热水器吸热板的面积为3m2，内装有100kg的水，经过10h，该热水器中水的温度从20℃升高到70℃，【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】（1）求热水器中水吸收的热量；（2）如果热水器将太阳能转化为内能的效率是40%，求该热水器上太阳辐射功率【太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能，单位：J/（m2•h）】精心整理2、燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×107J/m3．求：（1）水吸收的热量；（2）天然气完全燃烧放出的热量；（3）燃气灶烧水时的效率．3、质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有6t的砂石。

汽车先以10m/s 的速度在乎直公路上以20kW的功率匀速行驶了l0min，消耗汽油1.2kg，然后又以额定功率用了2min的时间，将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场。

形形色色的效率计算考点分析我们已学过机械效率，而在近些年的中考中，效率已不再局限于机械效率，凡是涉及到能量的转移或转化，都会涉及到效率问题。

在能量的转移（或转化）中，转移（或转化）之后的能量与转移（或转化）之前的能量的比值就是效率（或叫转移率或转化率），思考下面的一些实例，就可理解效率问题。

1.应用太阳能加热物体时W 有=Q 吸=cm Δt （即物体吸收的热量） W 总=获得的太阳能（根据题目信息计算） 2.电热转换效率W 有=Q 吸=cm Δt （即物体吸收的热量） W 总=Pt （即用电器消耗的电能） 3.电力转换效率W 有=Fs （即自行车通过这段距离所做的功） W 总=Pt=UIt （即自行车这段时间内消耗的电能）4.力热转换效率W 有=Fs （即所做的有用功） W 总=Q 放=qm （燃料燃烧释放的热量） 5.光电转化效率：指输出的电能占消耗光能的百分比效率η=总有W W ×100％，区分有用的和总的能量是解决此类问题的关键所在。

【典例1】为了解决老师们在办公时的饮水问题，学校新进了一批台式温热饮水机，其铭牌如下表所示。

右图是饮水机的简化电路图，S是用感温材料制成的温控开关，R1是电阻，R2是供加热用的电阻丝。

请计算：（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大（2）正常工作时，该饮水机将热水罐中、18℃的水加热到93℃，用时6min。

则该饮水机的加热状态时热效率为多少（3）如果要使R2在保温状态时的功率是加热时的功率的一半，R1和R2的比值是多少【典例2】长江三峡工程是一座集防洪、发电、航运和供水等综合利用的巨大水利水电工程。

其主要技术数据如下表所示：根据上述数据计算：（1）蓄满水时大坝底部受到水的压强多大（2）每小时水流对水轮机所做的最大功为多大（3）若利用水流发电的效率为40%，发电机所能达到的最大功率是多大跟踪训练一、应用太阳能加热物体时1.我们生活的佳木斯地区，到了冬季，因日照时问短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量（1L=10-3m3）（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间（设电能全部转化为热能）（3）在上述（2）情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点（写出一条即可）2.太阳能热水器是利用太阳能来对水加热的一种设备。

机械效率=W有用/W总=W有用/t比W总/t=P有用/P总2机械效率= W有用/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/Fn(所以在滑轮中，机械效率与上升高度无关)3机械效率= W有用/W总=Gh/Fs=Gh/(G重+G动滑轮) *1/n*nh=G重/G重+G 动滑轮4机械效率= W有用/W总= G重/G重+G动滑轮=1/（1+G动/G重）当物体中空中自由运动时，若物体上升，则把动能转化为重力势能，若物体下降，则把重力势能转化为动能，若在转化的过程中无阻力，则机械能的总量保持不变。

当物体在外力作用下运动时，若物体匀速上升，则动能不变，势能增大，机械能增大，这时，不时动能转化为势能，而是外力对物体做功，使物体机械能增加，若物体匀速下降，则动能不变，势能减小，减小的势能没有转化为动能，而是转化为其它形式的能。

11、分子动理论的内容包括：1物质是由分子组成的2组成物质的分子在永不停息的做无规则的运动3分子之间同时存在相互作用的引力和斥力。

12、分子的直径是用10-10m来量度的（或百亿分之几米）分子用肉眼无法直接看到。

13、不同物质互相接触时，彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象主要说明了分子在永不停息的做无规则的运动，其此还说明分子之间存在着间距（间隙），扩散现象可以发生在气体之间、液体之间、固体之间，扩散现象之所以能发生，主要原因是分子无规则的运动 17、物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能.物体的内能跟物体的温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,物体内能越大..面。

电28、伏安法测电阻的原理是R=U/I在电路中的作用是改变电路中电流，以便多次测量，得到多组对应的电流、电压值，求出多个待测电阻值，再求平均值以减小实验误差。

29、电阻相串联相当于增加了导体的长度，使总电阻大于任何一个所串电阻，串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。

电阻相并联相当于增大了导体的横截面积，使总电阻小于任何一个所并电阻，并联电路的总电阻的倒数，等于各长工电阻的倒数之和电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。