二、机械效率ppt配用优秀教学设计

效率计算题专题复习

复习目标

1、理解有用功和总功

2、会用公式计算有用功和总功

3、理解机械效率的意义，能用

机械效率的公式解决实际问题

一、太阳能热水器效率的计算

例1、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能，太阳能以低能耗、低污染、低排放为特点来体现“城市，让生活更美好”的主题。太阳能热水器箱容量为120L，热水器上的集热器的面积是2.5m2，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5小时。求太阳能热水器的利用效率。（辐射功率：单位时间内在单位时间内太阳能辐射的热量） 解题时注意： W有= Q吸=cm Δt（即物体吸收的热量） W总= Q辐=PtS（根据题目信息计算） （P----辐射功率---瓦/平方米，W/m2; 辐射时间----t-----秒s ；S---辐射面积----平方米m2 ） 例题1：

解：（1）120L水的质量：V水=120L=120dm3=0.12m3 由ρ= m / V 得m水=ρ水v水=1.0x103kg/m3x0.12 m3=120kg W有=Q吸=C水m水（t—t0）=4.2x103x120kgx70℃—20℃=2.52x107J （2） W总= Q总=pts=1400wx5x3600sx2.5m2=6.3x107J （3）η＝W有/W总 = 2.52x107J/6.3x107J=40% 二、光电转化

（能的转化：太阳能

内能）

太阳能转化为电能：W有=W电= Pt=UIt W总= PtS

例2：太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一．太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型机动车．

有一辆太阳能实验车，它上面的太阳能电池的接收板的有效面积为S＝8 m2，天气晴朗且接收板对着太阳时，每平方米面积上能够接收到的太阳能的功率为P0＝103 W，太阳能电池输出的电压为U＝120 V，可供电动机正常工作的电流为I＝10 A．求 1在电动机正常工作时，太阳能电池的输出功率是多少？ 2太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？ 三、热电转换（内能

电能） 例3：一座1x106kw的燃煤电厂，每年燃煤约3.5x106t,向大气排放二氧化碳、二氧化硫、微尘及其他有害物质1.09x106t . 13.5x106t煤完全燃烧放出多少热量？ （2）这座燃煤电厂一年（365天）发电多少千瓦时？

（3）这座燃煤电厂的能量利用率是多少？ 解题时注意：W有=W电=Pt=UIt（这段时间内转换的电能） W总=Q放=qm或vq（燃料燃烧释放的热量） 四、电力转换（能的转化：电能

机械能） 例4、目前在我市城乡有大量的电动自行车在被消费者使用．下表是某型号电动车的规格表．

额定电额定电最大载最大时型号

压

流

重

速

自重

X2005HGx 36V 5A 55kg 20km/h 20kg （1）这种电动车以最大速度行驶时阻力为车重的0.04倍．现在某人满载时以最大车速行驶1h，克服摩擦力做得功是多少？

（2）1h内此车所消耗的电能是多少？

（3）此电动车的效率是多少？

（4）如果用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？（汽油热值：4.6×107J/kg） （1）满载时重力为G=m满g=（55kg+20kg）×10N/kg=750N；

摩擦力为f=0.04G=0.04×750N=30N；

以最大车速行驶1h经过的距离S=Vt=20km/h×1h=20km=20000m；

克服摩擦力做的功是W=FS=fS=30N×20000m=6×105J．

答：克服摩擦力做的功是6×105J．

（2）车的额定功率P=UI=36V×5A=180W；

1h内此车所消耗的电能是W1=Pt=180W×3600s=6.48×105J．

答：1h内此车所消耗的电能是6.48×105J．

（3）此电动车的效率是η=WW1=6×105J6.48×105J≈92.6%．

答：此电动车的效率是92.6%．

（4）燃烧汽油的效率为η1=WQ=Wqm；

所以消耗汽油的质量为m=Wη1q=6×105J40%×4.6×107J/kg≈0.033kg=33g．

答：消耗汽油33g．