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“效率”抢先机 新宠热中考 江苏阜宁陈良初中 周为荣 纵观近三年的各地物理中考试题，“效率”这个词出现的频率越来越大，在物理中考中，它多在试卷的最后以压轴计算题的形式露露脸，“效率题”正逐渐成为物理中考的新宠，在学习物理之时，我们必须抢占先机，分析中考“效率”题，展望来年的中考，我们只有做到心中有数，以不变应万变，方能胸有成竹而出奇制胜。 在初中物理中，“效率”一词通常链接为“热效率”、“转换效率”、“发动机效率”等，它们的计算都遵循效率等于输出的有用能量与输入总能量之比，即η＝输出的有用能量/输入的总能量×100％，结果用百分数来表示。 例1（江苏无锡）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，环保、节能、安全是汽车研发和使用时必须关注的问题。普通汽车行驶时，发动机将燃料燃烧产生的内能变为机械能。图甲是某型号的普通汽车发动机的能量流向图，请依据图中提供的信息，计算该汽车发动机的效率。  分析：认真审题、分析题意可知，由公式η＝做有用功的能量/输入发动机的燃料能量×100％直接可得：η＝6．0×108J/3．0×109J×100％＝20％。 例2（江苏南京）用燃气灶烧水，燃烧0．5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为4．2×103J／（kg·℃），煤气的热值为4．2×107J/kg。求：燃气灶烧水的效率。 分析：我们可以先求出水升温吸收的热量：Q吸＝cm（t-t0）=4．2×103J／（kg·℃）·50kg·（70℃-20℃）=1．05×107J，然后再求出煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qm=4．2×107J/kg·0．5kg=2．1×107J，根据η＝Q吸／Q放×100％＝1．05×107J／2．1×107J×100％＝50％。 例3（山东潍坊）目前，许多城市的十字路口都安装了太阳能红绿灯。白天太阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚上蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作。其主要参数见下表 若每天有效受光时间为6h，每平方米的面积上太阳辐射的功率为103W，求这种太阳能电池板每天获得的电能。
分析：此题我们必须理顺题中的关系，可先求出P电＝40%P光＝40%×103W／m2×0．5m2＝200 W，则W＝P电t=200W·6×3600s=4．32×106 J。 例4（江苏镇江）为了测定某额定功率为1000w的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水，让热水器正常工作，并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况图，求：该热水器正常工作时的效率为多少？（电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的热量之比）  分析：分析提示和图像，我们可以分别求出电热水器加热6min放出的热量Q放＝Pt=1000w·6×60s=3．6×105 J和水吸收的热量Q吸=cm（t-t0）=4．2×103J／（kg·℃）·2kg·（50℃-20℃）=2．52×105J，根据η＝Q吸／Q放×100％＝2．52×105J／3．6×105J×100％＝70％。 例5（山西太原）下表是某品牌小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4．6×103J。当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1．35 kg/m3，1 min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次。请你计算发动机在最大功率工作时发动机的效率。  分析：1min内发动机所做的有用功为W＝Ｐt=75×103 W·60s=4．5×106 J，1min内汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq=1．35kg／m3·1．8×10-3m3 ·1／15·4．6×103J／kg·2600=1．94×107 J，由η＝W／Q放×100％＝4．5×106 J／1．94×107 J×100％＝23．2％。 值得注意的是，在实际生活中所用的燃气灶、热水器、发动机等效率还很低，我们应该依靠科技的力量来降低能耗而提高效率，如：减少热散失、减少机器部件间的摩擦等，它具有重要的现实意义，对社会的可持续发展的影响举足轻重，这也是该类试题引起普遍关注，成为物理中考“新宠”的原因所在吧！ (责任编辑：admin) |