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37.2
9595.86
15.3
45900
每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$的电能,电能表脉冲指示灯闪烁1200次
$3.6×10^4$
$1.44×10^5$
解:
(1) $Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}×(80℃-20℃)=2.52×10^5\ \mathrm{J}$
(2) $W=\frac{120}{1200}\ \mathrm{kW·h}=0.1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^5\ \mathrm{J}$
(3) $\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%=\frac{2.52×10^5\ \mathrm{J}}{3.6×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=70\%$
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步梳理思路:
1. 计算本月消耗的电能:已知本月总电费和每千瓦时的电费单价,消耗的电能等于总电费除以每千瓦时的电费,通过该关系可直接求出本月消耗的电能。
2. 计算本月底电能表的示数:电能表的示数为累计用电量,因此本月底的示数等于上月底的示数加上本月消耗的电能。
【解析】
1. 求本月消耗的电能:
已知本月电费为24.18元,每千瓦时电费为0.65元,根据“消耗的电能=总电费÷每千瓦时电费”,可得:
$ W = \frac{24.18\ \mathrm{元}}{0.65\ \mathrm{元/(kW·h)}} = 37.2\ \mathrm{kW·h} $
2. 求本月底电能表的示数:
已知上月底电能表的示数为9558.66 kW·h,结合本月消耗的电能,本月底的示数为:
$ 9558.66\ \mathrm{kW·h} + 37.2\ \mathrm{kW·h} = 9595.86\ \mathrm{kW·h} $
【答案】
37.2;9595.86
【知识点】
电能的计算、电能表的读数
【点评】
本题是电学基础题型,考查电能消耗与电费的关联计算以及电能表的读数规则,解题核心是掌握电能与电费的计算公式,明确电能表示数的累加特性,计算时需注意数据运算的准确性。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,需分两步思考:
1. 计算本周用电量:电能表的示数为累计用电量,因此本周用电量等于本周末电能表的示数减去上周末的示数;
2. 计算指示灯闪烁次数:电能表铭牌上“3000 imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能,脉冲指示灯闪烁3000次,用本周用电量乘以这个参数即可得到闪烁总次数。
【解析】
1. 计算本周用电量:
$W = W_{\mathrm{本周末}} - W_{\mathrm{上周末}} = 1341.55\ \mathrm{kW·h} - 1326.25\ \mathrm{kW·h} = 15.3\ \mathrm{kW·h}$
2. 计算脉冲指示灯闪烁次数:
已知“3000 imp/(kW·h)”,即每消耗1kW·h电能闪烁3000次,因此闪烁总次数:
$n = W × 3000\ \mathrm{imp/(kW·h)} = 15.3\ \mathrm{kW·h} × 3000\ \mathrm{imp/(kW·h)} = 45900\ \mathrm{次}$
【答案】
15.3;45900
【知识点】
电能表读数计算、电能表参数应用
【点评】
本题考查电能表的基本读数与参数应用,属于电学基础题型,核心是理解电能表示数的累计性及铭牌参数的物理意义,掌握基本运算即可解决。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先要明确电能表参数“1200 imp/(kW·h)”的物理意义,这是电能表的核心参数,描述电能消耗与指示灯闪烁次数的对应关系。
计算8分钟内消耗的电能时,先根据参数算出闪烁1次消耗的电能,再乘以闪烁次数得到总消耗的电能,最后完成$\mathrm{kW·h}$到$\mathrm{J}$的单位换算。
计算一个月闪烁次数时,直接用消耗的总电能乘以每$\mathrm{kW·h}$对应的闪烁次数即可。
【解析】
1. 参数含义:“1200 imp/(kW·h)”表示每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$的电能,电能表脉冲指示灯闪烁1200次。
2. 计算8分钟内电路消耗的电能:
由参数可知,闪烁1次消耗的电能为$\frac{1}{1200}\ \mathrm{kW·h}$,则闪烁12次消耗的电能:
$W_1 = 12×\frac{1}{1200}\ \mathrm{kW·h} = 0.01\ \mathrm{kW·h}$
因为$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$,所以换算单位得:
$W_1 = 0.01×3.6×10^6\ \mathrm{J} = 3.6×10^4\ \mathrm{J}$
3. 计算一个月脉冲指示灯闪烁次数:
已知家庭一个月消耗$120\ \mathrm{kW·h}$电能,根据参数可得闪烁总次数:
$n = 120\ \mathrm{kW·h}×1200\ \mathrm{imp/(kW·h)} = 1.44×10^5$次
【答案】
每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$的电能,电能表脉冲指示灯闪烁1200次;$3.6×10^4$;$1.44×10^5$
【知识点】
电能表参数理解、电能单位换算、电能计算
【点评】
本题考查电能表的相关计算,重点是理解电能表参数的物理意义,同时需要熟练掌握电能单位的换算,是电学中贴近生活的基础题型。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,我们可以分三步逐一分析每个问题:
1. 对于水吸收的热量,回忆水的吸热公式,已知水的质量、比热容、初温和末温,直接代入公式计算即可;
2. 计算电水壶消耗的电能,首先理解电能表参数“1200imp/(kW·h)”的含义:每消耗1kW·h的电能,电能表指示灯闪烁1200次,那么闪烁120次时,消耗的电能就是闪烁次数与1200的比值乘以1kW·h,最后换算成焦耳单位;
3. 热效率是水吸收的热量与消耗电能的比值,用前两问的结果代入热效率公式计算即可。
【解析】
(1) 已知水的质量$m=1\ \mathrm{kg}$,水的比热容$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,初温$t_0=20℃$,末温$t=80℃$,根据吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m(t-t_0)$,代入数据得:
$Q_{\mathrm{吸}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}×(80℃-20℃)=2.52×10^5\ \mathrm{J}$
(2) 电能表参数“1200imp/(kW·h)”表示每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$的电能,指示灯闪烁1200次,那么闪烁120次消耗的电能:
$W=\frac{120}{1200}\ \mathrm{kW·h}=0.1\ \mathrm{kW·h}$
单位换算:$0.1\ \mathrm{kW·h}=0.1×3.6×10^6\ \mathrm{J}=3.6×10^5\ \mathrm{J}$
(3) 根据热效率的定义$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%$,代入数据得:
$\eta=\frac{2.52×10^5\ \mathrm{J}}{3.6×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=70\%$
【答案】
(1) 水吸收的热量为$\boldsymbol{2.52×10^5\ \mathrm{J}}$;
(2) 电水壶消耗的电能为$\boldsymbol{3.6×10^5\ \mathrm{J}}$(或$\boldsymbol{0.1\ \mathrm{kW·h}}$);
(3) 电水壶的热效率为$\boldsymbol{70\%}$。
【知识点】
1. 比热容吸热计算
2. 电能表参数应用
3. 热效率计算
【点评】
本题是电热综合的基础计算题,考查了吸热公式、电能表参数的理解以及热效率的计算,需要学生熟练掌握相关公式,并能正确解读电能表的参数,是对基础知识的综合考查。
【难度系数】
0.7