专训3：综合计算.doc

专训3：综合计算
家庭电路的计算
1．如图所示是小林同学家所用电能表的表盘，下表是他家主要用电器的额定功率。请根据所给信息，解答下列问题：
(1)这些用电器在家庭电路中的连接方式是________。
(2)为保证电能表稳定安全工作，通过计算回答小林家的这些用电器是否可以同时使用？
(3)电热水壶正常工作时，发热板的电阻和通过发热板的电流各是多少？
(4)经过查阅资料，小林了解到60 W白炽灯和11 W节能灯照明亮度相同，他建议爸爸将白炽灯换成节能灯，请你再提出一条家庭中节约用电的建议。
用电器
白炽灯四盏
电热水壶
电视机
空调器
额定功率
每盏60 W
1 000 W
120 W
1 200 W
(第1题图)

电磁波的计算
2．刘晶家有一个12波段的收音机，其中的一个波段频率是7.5 MHz～8.0 MHz，则该波段的波长范围是多少？(电磁波的速度为3×108 m/s、c＝λf)

3．航天员在月球上放置了一种称为“角反射器”的光学装置，目的是为了精确测量月球与地球间的距离。
(1)该装置由两块连在一起的互相垂直的平面镜S1、S2组成，如图所示。从地面发出的激光沿ab方向入射到S1上。试在图中作出经S1、S2反射后的光线。
(2)已知地球与月球之间的距离为3.84×108 m，登上月球的航天员利用电磁波与地面进行通信，则航天员发出的信息经过多长时间才能达到地球？
(第3题图)

光电综合计算
4．小明同学家有一款新型太阳能电源。电源分为两个部分：太阳能充电器和内置高容量充电电池，充电器共有3块电池板，电池板展开后像风扇的叶子。使用说明书标明，太阳光正常照射时，每块太阳能电池板平均每小时接收的太阳能为106 J，光电转换效率为15%。小明给电量耗尽的电池充电，将电池板展开放在阳光下正常照射10 h，显示屏显示电池充电完成。则：
(1)用充好电的电池给额定功率为250 W的电脑供电，最多可让该电脑正常工作多长时间？
(2)太阳能充电器与传统的充电器相比有哪些优点？(要求写出两条)

(3)充电电池有一定的寿命，处理废旧充电电池的科学方法是(　　)
A．直接深埋　　　　B．明火焚烧
C．抛至水中 D．分类回收
热电综合计算
5．大鹏家最近安装了一台太阳能、电能两用热水器。如图所示，铭牌如下：

××牌热水器
型号V－55
额定容积100 L
额定电压220 V
额定频率50 Hz
额定功率1 500 W
防水等级A
(1)太阳能热水器贮满水，水温从20 ℃加热到50 ℃时需要吸收多少热量？(1 L＝10－3 m3，ρ水＝1.0×103kg/m3)
(2)大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20 ℃加热到50 ℃时，需加热器正常工作多长时间？(设电能全部转化为内能)
(3)在上述(2)的情况下，电加热器正常工作实际用了3h，则此热水器的效率为多少？
(4)太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？(写出一条即可)
(第5题图)

6．近几年，常规能源日益紧缺，温室效应日益加剧，节能减排迫在眉睫。
(1)节能减排从我做起
小明所在的学校有30个班级，每个教室里有4台“220 V　100 W”的电风扇。小明发现在课间操时间内(30min)，部分教室里的电风扇仍然在工作。小明想，如果在课间操时间内，每个教室里的电风扇都关掉与都在工作相比较，一个月(按20天计算)整个学校能节约电能多少千瓦时？
(2)提高效率是节能减排的有效方法
在办公室里有时会看到这样一种现象：有人需要喝开水的时候，就用电热水壶烧开半壶水供自己饮用。小明想：同一壶水，一次性烧开和分两次烧开，耗能一样吗？于是小明就用自己家里的电热水壶进行实验(水的初始温度相同)，获得数据如下表。通过比较可以发现，烧开一壶水，耗能较少的是____________________(填“一次性烧开”或“分两次烧开”)。

水的体积
1升
0.5升
烧开所需时间
3分45秒
2分15秒
(3)探索开发新能源是节能减排的重要途径
传统的火力发电技术发电1千瓦时约需要完全燃烧400 g煤。我国国家体育场(“鸟巢”)是世界上最大的环保型体育场，它的太阳能发电系统替代了部分火力供电。该系统正常工作1小时，可发电130千瓦时，大约相当于节约了多少千克煤？

力热综合计算
7．地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：

××型号地铁机车
地铁电力机车功率106 W
平均速度60 km/h
牵引力5×104 N
额定载客量500人
××型号公交汽车
燃油热值
4×107 J/kg
平均速度
15 km/h
牵引力
3 000 N
额定载客
量40人
(1)甲、乙两地铁站相距1.8 km，地铁运行需要多长时间？消耗多少电能？
(2)公交汽车每千米消耗燃油0.3 kg，行驶1.8 km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？
(3)根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点。(写出两条即可)

答案
专训3
1．解：(1)并联　(2)P总＝4P1＋P2＋P3＋P4＝4×60 W＋1 000 W＋120 W＋1 200 W＝2 560 W，P总＞220 V×10 A＝2 200 W，所以不能同时使用这些用电器。
(3)电阻R＝＝＝48.4 Ω，电流I＝＝≈4.55 A。
(4)示例：①人离开时随手关灯；②不要让电视机长时间处于待机状态；③空调温度不要设置太低；④白天尽量采用自然光照明等。
2．解：λ1＝＝＝40 m，λ2＝＝＝37.5 m，
则波长范围为37.5～40 m。
3．解：(1)如图所示。

(2)时间t＝s/v＝3.84×108 m/(3.0×108 m/s)＝1.28 s。
(第3题图)
4．解：(1)电池充满电后的电能W＝106×3×10×15% J＝4.5×106 J，电脑正常工作时间t ＝＝＝1.8×104 s。
(2)节能、环保；使用方便。
(3)D
5．解：(1)水吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×100×10－3 m3×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J。
(2)加热器正常工作时间t1＝＝＝＝8 400 s。
(3)热水器的效率η＝×100%＝×100%≈77.8%。
(4)与电热水器相比，太阳能热水器更经济、更清洁、更环保，且能节约化石能源的消耗。
6．解：(1) 30 min＝0.5 h，
W＝Pt＝4×30×0.1kW×0.5 h×20＝120 kW·h。
(2)一次性烧开
(3)m＝130×400×10－3 kg＝52 kg。
7．解：(1)运行时间：t＝＝＝0.03 h，
消耗电能：W＝Pt＝106×10－3 kW×0.03 h＝30 kW·h。
(2)燃油放热：Q＝mq＝0.3 kg/km×1.8 km×4×107 J/kg＝2.16×107 J，
公交汽车效率：η＝＝＝25%。
(3)①速度快(或节省运行时间)；②乘客人均消耗能量较少(或节能)；③无废气污染(或环保)。

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