2023年中考物理专题导航讲练系列――电能没有完全转化为内能的问题初中物理.docx

2023年中考物理专题导航讲练系列――电能没有完全转化为内能的问题 例1．一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V，线圈内阻为2Ω，线圈中电流为10 A，那么这台电动机正常工作10s消耗的电能为多少 【思路点拨】此题容易错解为：W=I2Rt =(10 A)2×2Ω ×10s=2023 J。而题目中要求计算电动机正常工作10 s消耗的电能，由于该电路不是将电能全部转化为热能，在计算电功时不能用W=I2Rt计算，只能用W=UIt计算〔w=I2Rt只是计算了电热，这只是消耗电能的一局部〕。故正确解法应该为：W=UIt=380 V×lO A×10s=3.8×104J。 答案：3.8×104J 例2．有一台“220 V，1OO W'’的洗衣机，由于使用不当，造成电动机卡死，电动机由于温度升高而被烧坏，这台电动机内的线圈阻值为2 欧，那么这台洗衣机正常工作2 min消耗多少电能电动机被卡死时，2 min产生多少热量 【思路点拨】 由于电动机正常工作功率P=100 W， 所以电流2 min做的功 ：W=Pt=1O0 W x120 s=l. 2 ×l04 J. 电动机卡死后，电能全部转化为机械能，电路中的电流：I=U/R=220V/2Ω=110A 所以可产生热量Q=I2Rt=(llO A)2 x2 Ω x 120 s=2.9 xl06 J. 答案 ： 1．2 x 104 J；2．9 x 106 J 【规律总结】 公式W=UIt是普遍适用的公式，而w=I2Rt，W=〔U2/R〕t只适用在电能完全转化成热能的情况。如果电路中还包含有电动机、电解槽等用电器，这时电能除局部转化为热能外，还要转化为机械能、化学能等，这时电功只能用W=UIt计算，而不能用W=I2Rt，W=〔U2/R〕t计算了。 拓展演练 1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为220 V，线圈内阻为2Ω，它正常工作1 min消耗的电能为66 000 J，求通过电动机线圈内的电流。 答案：I=5A 2．有一额定电压为6V的电动机通电后，当其自由转动时，用电流表测得其工作电流为0.6A，假设用手捏着转头不让其转动，测得其电流为2A，那么该电动机的机械效率为〔 D 〕 A．91% B．9% C．30% D．70% 3． 如以下图的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一局部能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A。问： 〔1〕每分钟该电动机消耗的电能是多少， 〔2〕电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt〔其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间〕，假设该电动机线圈的电阻是0.4Ω，那么线圈每分钟产生的热量是多少 图38 〔3〕这台电动机每分钟所做的机械功是多少 答案： 4． 电动自行车既环保又节能，深受城市居民喜爱。下表是小王同学的电动自行车的有关数据。 电动自行车 自重m／㎏ 电能转化为机械能 的效率η 工作电 压U／V 行驶速度 v／(km·h-1) 骑车人质量为50 ㎏ 时的平均阻力f／N 40 75％ 36 ≤36 20 小王质量为50kg，从学校匀速回到家用时20min，距离为5.4km。根据相关信息求小明回家过程中： 〔1〕电动自行车速度大小； 〔2〕电动自行车牵引力所做的功； 〔3〕电动自行车消耗的电能。 解：(1)由V=S/t 得：V=5400m/1200s=4.5m/s (2)由W=FS 得W=20N×5400m=1.08×105J (3)由η=W有用/W总 得W电= W有用/η=1.08×105J/75％=1.44×105J 答：略。