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　效率问题 中考专题复习 效率问题 类型一　电能转化时的效率 ┃类型聚焦┃ 本类型主要包括电动机效率、电热水器效率、输电效率、白炽电灯发光效率等。 例1　 [2013·合肥包河区模拟] 物理实验室中有一个微型电动机，铭牌上标有“12 V　3 W”的字样，电动机内部线圈电阻为3.2 Ω。为方便研究，可将其看作一个没有电阻的理想电动机M与线圈电阻R内串联，如图TZ10－1所示。求： (1)电动机正常工作时的电流。 (2)电动机正常工作时，其内部线圈电阻R内的电功率。 (3)电动机正常工作时的工作效率。 图TZ10－1 [解析] 电动机是非纯电阻电路，工作时消耗的电能转化为机械能和内能。 例2 [2013·安徽] 某家庭用一个标有“220 V　1000 W”的电热水器来烧水，该电热水器正常工作20 min，可将质量为5 kg、温度为20℃的水加热到60 ℃。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求这段时间内： (1)水吸收的热量。 (2)电热水器消耗的电能。 (3)电热水器的热效率(水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率)。 例3　 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的能量损失。有一个坑口电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4800度。求：这时的输电效率η和输电线的总电阻r。 点评输电过程中，由于导线本身存在电阻，导线发热消耗电能，因而输电过程也存在效率问题。 例4　研究表明，日常使用的白炽电灯正常工作时，电能转化为内能和光能的比例是9∶1，由此可知白炽电灯的发光效率为________%；而一般节能灯的发光效率为30%，故一只功率为________W的节能灯就可以达到60 W的白炽灯的亮度。 10 20 类型二　燃料燃烧设备的效率 本类型包括热机的效率、各种燃具的效率等。 例5　 汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车，当它以15 m/s的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600 N，每行驶100 km消耗汽油量为8 L。完全燃烧1 L汽油释放的能量为4.6×107 J。求： (1)汽车以15 m/s的速度匀速行驶时牵引力的功率。 (2)汽车以15 m/s的速度匀速行驶时汽车的效率。 专题十　解析广泛意义下的效率问题 类型聚焦 点评在理解汽车效率问题时，简单说就是“喝了多少油，走了多少路，做了多少功”，总能量用所耗汽油完全燃烧时放出的热量来量度，有效利用的能量一般用牵引力做的功来量度。 例6　小宇为了测家中煤炉的效率，用煤炉将10 kg水从20 ℃加热到100 ℃，燃烧了0.77 kg的烟煤。[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，烟煤的热值为3×107 J/kg]问： (1)10 kg的水吸收的热量是多少焦耳？ (2)此煤炉的效率是多少？ 类型三　抽水机的效率 例7　 为了解决干旱对农业生产的影响，政府下拨专项资金打井蓄水。某物理兴趣小组对一水井进行了考察，小组的同学用细线拴住一石块缓慢沉到水底，测出井中的水的深度为3 m，并观察到安装在井中的抽水机铭牌上的部分参数如下表所示。(其中流量300 m3/h表示抽水机正常工作1 h抽水300 m3，g取10 N/kg)求： 型号 8B12 流量 300 m3/h 功率 10 kW 质量 111 kg (1)若该抽水机连续正常工作1 h，把水抽高8 m，抽水机至少对水做了多少功？ (2)此时抽水机的效率是多少？ [解析] (1)知道抽水机每小时正常抽水量，利用W＝Gh＝mgh＝ρ水Vgh求抽水机对水做的功。(2)从铭牌知道抽水机的功率，可求抽水机抽水消耗的电能(总能量)，再利用效率公式求抽水机的效率。 类型四　太阳能利用效率 例8　 如图TZ10－2所示是一种太阳能照明灯，太阳能电池板供一只“12 V　9 W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1 h内得到的太阳辐射能约为0.4×106 J，太阳光照射一天(不考虑天气影响，以8 h计算)恰好可供电子节能灯正常工作10 h。求太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？(结果保留整数) 图TZ10－2 [解析] 根据题目提供的条件，可以求出每天(8 h)太阳能电池板吸收的太阳能，这是总能量；由电子节能灯的铭牌参数可以知道电子节能灯正常工作时的电功率，又知道工作时间，利用W＝Pt求消耗的电能，即转化的有用能量；再利用效率公式求太阳能照明灯利用太阳能的效率。