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中考物理电热综合计算复习教案

作者:佚名 教案来源:网络 点击数:

中考物理电热综合计算复习教案

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《电热综合计算专题》
教学目标:1. 练习有关热传递吸热、放热的计算;
2. 练习有关电能的计算;
3. 能够抓住热能和电能之间的关系进行电学与热学综合计算。
教学重点:电学与热学综合计算。
教学难点:电学与热学综合计算。
教    具:多媒体课件
教学过程
(一)复习引入新课:
解决这类问题常用公式(要理解公式中的每个物理量及记住每个物理量的单位)
概念或规律名称 公式 各字母的意义及其单位
物体吸热、放热公式 Q=cmΔt Q---热量(J)  c----比热容[J/(kg.℃)]
m---质量(kg)  Δt----温度差(℃)
电功(电能)公式 W=UIt =Pt W---电能(J)  U---电压(V)  I---电流(A)
t---时间(S)  P---电功率(W)
电功率公式 P=UI=W/t 同上
焦耳定律表达式 Q=I2Rt Q---热量(J)  I---电流(A)  R---电阻(Ω)
t---时间(S)
(二)例题分析:
【例题1】一天,小明在商店看到这样一则宣传广告:“天宝牌电热水壶高效、节能、省时,烧开一壶水仅需3分钟。。。”小明心想:难道这是真的吗?他仔细看了电热水壶的铭牌(如右图所示),带着疑问,进行了计算。已知:1L=1dm3,ρ水=1.0×103kg/m3,C水=4.2×103J/(kg•℃).
(1) 这壶水的质量是多少?
(2) 这壶水从20℃到烧开,需要吸收多少热量?
(3) 假如电能全部转化为热能且全部被水吸收,请根据计算结果判断广告中所说的“三分钟”是否真实?
额定电压 220V
额定功率 1000W
容积 2L
超温保护器 熔断温度110℃

分析:假如电能全部转化为热能且全部被水吸收表示了电能和热能的关系是相等的,这是一种理想情况.
解:
(1)水的质量m=ρv=1×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg
(2)水吸收的热量
    Q=cm⊿t=4.2×103J/(kg•℃) ×2kg×(100℃-20℃)
           =6.72×105J
(3)W电=Q吸=6.72×105J
t=w/p=6.72×105J/1000w=672s=11.2min
广告所说的“三分钟”不真实。
答:(1)水的质量为2kg.(2)水吸收的热量是6.72×105J。(3)广告所说的“三分钟”不真实。
(三)请学生分析本题的解题要点并上台解答:
1.小明学习了电功率的知识后,想利用家里的电能表(如右图)和手表,测出一些家用电器的有关数据。
(1)当家里只有电热水壶在正常工作时,他测出电能表1分钟转了30圈,求此时电热水壶的电功率是多少瓦?
(2)如果用此电热水壶把1Kg的水由20℃加热至沸腾需要的时间是多少秒?[不考虑热量的损失,气压为一个标准大气压,水的比热容为4.2X103J/(Kg℃)]
(四)前面分析的例题是理想情况(即不考虑能量损失,电能=热能),然而实际上是存在能量的损失,所以找到电能和热能之间的关系就成了我们解答题目的关键。
【例题2】小理对家里的电磁炉进行研究,电磁炉的功率调节范围是120W~2200W,
(1)小理用电磁炉将质量为2kg的水从20℃加热到100℃,消耗了0. 22kw•h的电能,求:水吸收的热量是多少?
(2)这时电磁炉的热效率是多少?(我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率)
分析:本题就是求解热量和电能的关系,热效率的概念——我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率。
解:(1)水吸收的热量
 Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃) ×2kg×(100℃-20℃)
        =6.72×105J
 
答:(1)水吸收的热量为6.72×105J。    (2)这时电磁炉的热效率是84.8﹪。

【学以致用】
2、小波班上有一台饮水机,它的铭牌如下表,工作电路如图13.3-5所示,S0是温控开关,可以自动控制饮水机的加热或保温状态。问:
(1)将1.5kg的水从20℃加热到90℃,水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)饮水机在加热状态下正常工作15min,消耗的电能是多少?
热水箱容量 1.5L
额定电压 220V
加热功率 550W
(3)求此饮水机的热效率为多少?

 

课堂练习
1、用一个400W的电热器对某液体加热,如图所示
是液体的温度随时间变化的图线(设电热器提供的热量全部被液体所吸收).
在5min时间内,
(1)液体吸收的热量是多少J?
(2)液体的温度升高了多少℃?
(3)若该液体的质量为1kg,则液体的比热容是多少?
解:(1)液体吸收的热量:
        Q吸=W电=Pt=400W×5×60s=1.2×105J
     (2)根据图像可知△t=70℃—20℃=50℃
    (3)C=Q/(m•△t)=1.2×105J/(1kg×50℃)
                    =2.4×103J/(kg•℃)
答:液体吸收的热量是1.2×105J.液体的温度升高50℃.液体的比热容是2.4×103J/(kg•℃)
2、空气能热水器是吸收空气的热能来制造热水的装置。其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源,拥有先天的节能环保的优势。空气能热水器有一个很重要的指标是能效比,它是指水箱中的水吸收的热能(Q)与压缩机等电器消耗的电能(W)的比值。能效比越高,说明热水器的制热效果越好。
(3)某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下:


从表格中的数据可知,该空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为多少L?[水的比热容为4.2×103J/(kg・℃);水的密度为1.0×103kg/m3]
解:消耗的电能:
W=Pt=0.84KW×1h=0.84KWh=3.024×106J
根据能效比:Q吸/W=3.4
Q=W×3.4=3.024×106J×3.4=1.02816×107J
水的质量:m=Q吸/(C×△t)
        =1.02816×107J/3.024×106J=68kg
 
3、太阳能热水器利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活需要,它具有安全、节能、环保等优点。
(1)将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2X103J/(kg•℃]
(2)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4X103W/m2(即平均每平方米每秒种太阳能辐射能为1.4X103J)。在第(1)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少小时?
 
课堂小结
1、 利用Q=cm△t进行热量的计算。
2、 利用W=Pt进行电能的计算。
3、 找到题目中的热量于电能的关系进行综合解答。

布置作业:《总复习》中关于热学和电学综合计算。

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