1、专题六 能量转化综合计算,1.光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图甲所示(电磁继电器线圈的电阻不计)。(1)正确连接电路后，如图情况时，一个人不小心接触到B点，他是否会触电？ 。 (2)小柯的设计要求是：“智能家居照明灯”在天暗时自动点亮，天亮时自动熄灭，那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而 。,不会,减小,(3)保持光照强度不变，闭合开关S后，滑片P由a端向b端移动过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，计算滑动变阻器的最大阻值是多少欧？(电源电压U0不变) (3)解：当滑片位于b端时，电路为光敏电阻的简单电路，电压表测
2、电源的电压，由图可知电源的电压U12 V；当滑片位于a端时滑动变阻器与光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，由图像可知，I0.1 A，U光敏2 V，则电路中的总电阻R总 120，光敏电阻的阻值R光敏 20，滑动变阻器的最大阻值RabR总R光敏12020100。,2.有一种电能辅助式太阳能热水器，晴天时它接收 太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.5 m2，能 将接收的太阳能的50%转化为水的内能；阴雨天时 用电加热，电热管上标有“220 V 1000 W”。 水的散热忽略不计，水的比热容c4.2103 J/(kg) (1)晴天时，假设每平方米的真空镀膜管1 h内得到4
3、.2106 J的太阳能，如果每天接收太阳能的时间以10 h计算，可以将100 kg、初温为15的水加热到多少摄氏度？ 解：(1)水所吸收的热量：Q吸4.2106 J/(m2h)1.5 m2 10 h50%3.15107 J， 由Qcm(tt0)可得水能加热到的温度：t 90；,(2)阴雨天时需用电加热，如果所消耗的电能全部转化为水的内能，热水器在额定电压下工作时，将上述同样质量、初温的水加热到45需多长时间？ (2)所消耗的电能全部转化为水的内能，WQ吸cm(tt0)4.2103 J/(kg)100 kg(4515)1.26107 J， 由 可得用电能所需要的时间：,3.(2018，通辽)图甲
4、是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R23R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)。,(1)求加湿器处于低挡位置时的发热功率。 解：(1)由图1知，开关S接“1、2触点”时，电路断路，为关；接“2、3触点”时两电阻串联，接“3、4触点”时只有R1接入电路；电源电压一定，由 可知，接“2、3触点”时电阻最大，总功率最小，为低挡；接“3、4触点”时电阻最小，总功率最大，为高挡；由表格数据知，高挡功率：P高400W，由 可得R1的阻值：R1
5、 121；由题知，R23R1，则低挡的发热功率：P低 100W,(2)某次使用加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图像，请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能。如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少？计算结果保留整数，水的比热容为4.2103J/(kg) (2)由图2知，工作30min时，其中高挡工作时间为10min，低挡工作时间为20min，则在高挡正常工作时消耗的电能：W高P高t高400W1060s2.4105J。如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，即QW2.4105J
6、。 由Qcmt可得，水升高的温度：t,(3)一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈，求此时电阻R2的实际加热功率是多少？ (3)“4000r/(kWh)”的意义为：每消耗1kWh的电能，电能表的转盘就转过4000r，则电能表的转盘转过27r时，加湿器在5分钟消耗的电能：W 0.00675kWh，加湿器在低挡加热的实际功率： 81W。加湿器在低挡加热，此时两电阻串联，则R总R1R2R13R14R14121484，由PI2R可得，此时电路的实际电流： ，R2的阻值：R23R13121363，此时电阻R2的实际加热功率： 。,
7、4.某电动公交车的部分数据如表所示：当该公交车电池储存的能量降低到充满电时的10%以下时，就需要再次充电。求： (1)该公交车完成一次充电续驶里程(某一速度匀速行驶)180 km中，若消耗的电能都用于水平行驶做功，则该车行驶时受到的阻力多大？ 解：(1)由表格中数据知，电池充电一次的电能QUIt，电动公交车匀速行驶，阻力与牵引力平衡，即fF，牵引力做功WFsfs，公交车电池储存的能量降低到充满电时的10%以下时，就需要再次充电，所以90%WQ，即：UIt90%Fsfs， 即：400 V250 A3600 s0.9f1801000 m，f1800 N；,(2)公交车站充电桩给公交车充电的功率为4
8、104 W，则若该公交车进站时还剩20%的电能，此时进行充电，充满一次电要多长时间？ (2)公交车进站时还剩20%的电能，此时进行充电，由WPt和QUIt可得： P充t充UIt80%,4104 Wt充400 V250 A1h0.8，即：t充2 h；,(3)该公交车的运行线路没有明显的上下坡，运行1趟(从始发站到终点站)全程20 km。经测算，公交车以某一速度匀速行驶运行1趟，因停车需损失4106 J的电能。则该车充满一次电最多能跑几趟该公交线路？ (3)行驶1趟公交车耗能： WFsW损fsW损1800 N2104 m4106 J4.0107 J， 充满一次电最多能跑趟数：,(4)实际情况下，该公交车在其运行线路上连续可行驶路程比第(3)问的计算结果更大还是更小？ (4)实际情况下，该公交车在其运行线路上连续可行驶路程比第(3)问的计算结果更小，因为电池提供电能还有能量的损耗，不可能全部用来做功。,
