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(共13张PPT)
第一部分　教材知识巩固
第三单元　电学
专题(六)　能量转化的效率
典型事例 输出的有用能量 消耗的总能量 效率
燃气炉烧水 水吸收的热量 燃料完全燃烧释放的热量 η＝
电热水壶烧水 水吸收的热量 消耗的电能 η＝
燃油发动机 机械能 燃料完全燃烧释放的热量 η＝
典型事例 输出的有用能量 消耗的总能量 效率
电动车 机械能 消耗的电能 η＝
太阳能集热板 内能 光能 η＝
太阳能电池板 电能 光能 η＝
1．(2025·湖南)科技赋能乡村振兴，农业无人机以其安
全可靠、高效灵活、成本低廉的优势而被广泛应用。
图是无人机正在喷洒农药的场景。
(1)工作人员熟练操作手柄，通过________波无线遥控无人机，实现定点起飞。无人机沿水平方向匀速直线飞行300 m，用时20 s，则无人机水平飞行时的速度大小为________m/s。
(2)装载农药的无人机水平匀速直线飞行100 s，消耗的电能为0.25 kW·h，若该无人机消耗的电能转化为机械能的效率为80%，则此过程中无人机内电动机的机械功率为_________W。
电磁
15
7 200
2．(2024·宿迁)氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02 kg氢气，2 h能匀速骑行50 km，氢能自行车与骑行者总质量为84 kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05，氢气热值为1.4×108 J/kg。氢气完全燃烧产生的热量是_________J，氢气的利用效率是______ (g取10 N/kg)。
2.8×106
75%
3．(2025·苏州)用煤气炉将4 kg的水从20 ℃加热到70 ℃，消耗煤气0.05 kg。已知煤气的热值为4.2×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求：
(1)水吸收的热量；
(2)煤气完全燃烧放出的热量；
(3)煤气炉加热的效率。
解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(70 ℃－20 ℃)＝8.4×105 J
(2)煤气完全燃烧放出的热量Q放＝mq煤气＝0.05 kg×4.2×107 J/kg＝2.1×106 J
(3)煤气炉加热的效率
η＝＝0.4＝40%
4．(2025·福建)某电水壶的部分参数如下表所示。该电水壶正常工作时，可将质量为1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，用时420 s。已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求：
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
(1)水吸收的热量；
(2)电水壶消耗的电能；
(3)电水壶的热效率。
解：(1)水吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J
(2)电水壶消耗的电能
W＝Pt＝1 000 W×420 s＝4.2×105 J
(3)电水壶的热效率
η＝＝0.8＝80%
5．(2023·陕西节选)“阳光动力2号”是实现首次环球飞行的太阳能飞机。该飞机利用机身表面安装的光伏电池将太阳能转化为电能，这些电能可直接驱动飞机的电动机工作，还可同时给机载电池充电。光伏电池经10 h正常光照后，可为飞机提供340 kW·h的电能，这些电能只用来充电时，刚好可将机载电池从0充至100%满电状态。请完成下列问题。
(1)电动机工作时将______能转化为________能。
(2)若光伏电池将太阳能转化为电能的效率为24%，则将机载电池从0充至100%满电状态，所需要的太阳能是多少
电
机械
解：(2)机载电池从0充至100%满电状态需要的太阳能
W太＝＝5.1×109 J
6．(2021·连云港节选)一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。图是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25 kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4 m的过程中，就可以供一个标有“3.6 V　1 W”字样的LED灯持续正常发光4 min。(g取10 N/kg)
(1)图中虚线框内一定有__________，它的工作原理
是________________。
(2)求重物下落时，重力做功的功率。
(3)求重物在一次下落过程中，图中装置能量转化的
效率。
发电机
电磁感应现象
解：(2)重物下落时，重力做的功
W机械＝Gh＝mgh＝25 kg×10 N/kg×2.4 m＝600 J
重力做功的功率P＝＝2.5 W
(3)由P＝可得，该装置获得的电能
W电＝PLEDt＝1 W×4×60 s＝240 J
该装置能量转化的效率
η＝＝0.4＝40%

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