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        試析中考“說(shuō)明書類”試題

        2009-04-15 08:10:26強(qiáng)
        物理教學(xué)探討 2009年3期
        關(guān)鍵詞:電熱水壺加熱棒電熱水器

        王 強(qiáng)

        岳陽(yáng)市南湖風(fēng)景區(qū)湖濱學(xué)校, 湖南省岳陽(yáng)市414004

        摘要:通常情況下,說(shuō)明書除標(biāo)有產(chǎn)品名稱外,還標(biāo)明產(chǎn)品的規(guī)格、型號(hào)、結(jié)構(gòu)、性能、使用、保養(yǎng)、維修方式等。因此,《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生養(yǎng)成閱讀說(shuō)明書,使用說(shuō)明書的習(xí)慣。有關(guān)說(shuō)明書的考題也成了近幾年各地中考的熱點(diǎn)。

        ス丶詞:中考;說(shuō)明書;效率;試題

        ブ型擠擲嗪牛篏633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-61

        48(2009)3(S)-0044-3オ

        隨著生活水平的提高,許多高科技產(chǎn)品開始進(jìn)入家庭,如電腦、手機(jī)、微波爐、太陽(yáng)能熱水器等。這些產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)時(shí),均附有說(shuō)明書。有關(guān)說(shuō)明書的考題已成了近幾年各地中考的熱點(diǎn),筆者總結(jié)了手邊與說(shuō)明書有關(guān)的一些中考題,其中常見(jiàn)的有以下幾類:

        1 電熱水器

        (2007沈陽(yáng)中考)小芳和媽媽一起去商場(chǎng)購(gòu)買電熱水器,售貨員向她們推薦一種“速熱變?nèi)菔健睙崴?。這種電熱水器有兩種加熱模式:當(dāng)少量用水時(shí),使用“半膽加熱”模式,只用上面的加熱棒加熱上半膽水;而當(dāng)需要的熱水量較大時(shí),熱水器便啟動(dòng)“整膽加熱”模式,使用上、下兩根加熱棒同時(shí)加熱。下表為該熱水器的銘牌,請(qǐng)根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)作答。

        商品っ稱額定ぱ骨考尤泉すβ逝淥酮ぶ柿咳萘孔罡嘸營(yíng)と任露刃率

        ××と人器0.8MPa半膽1 000Wふ膽2 000W30kg半膽40Lふ膽80L80℃80%

        (1)請(qǐng)你判斷使用“整膽加熱”模式時(shí)兩根電加熱棒的電路連接方式。

        (2)使用電熱水器“整膽加熱”模式時(shí),若使水溫從20℃升高到60℃,水需要吸收多少熱量?電熱水器需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間?(c水=4.2×103J/(kg?℃),ρ水=1.0×103kg/m3)

        解析 上表銘牌中列出了有關(guān)電熱水器的數(shù)據(jù),解說(shuō)明書類試題關(guān)鍵是找準(zhǔn)解題需要的數(shù)據(jù)。教師應(yīng)教會(huì)學(xué)生讀懂這些數(shù)據(jù),解題才不會(huì)出錯(cuò)。

        電熱水器工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,電熱水器的效率(η)是水吸收的熱量(Q吸)與電熱水器消耗的電能(W)之比。所以電熱水器加熱的時(shí)間(t)是消耗的電能(W)與整膽加熱功率(P)的比值。

        ⑴整膽有兩根電加熱棒,當(dāng)電源電壓不變,兩根電加熱棒并聯(lián)后總電阻是半膽的1/2倍,因此總功率是半膽的2倍,所以是并聯(lián)。

        ⑵水的質(zhì)量

        m=ρ水V

        = 1.0×103kg/m3×80×10-3m3

        =80kg。

        水吸收的熱量

        Q=cmΔt

        = 4.2×103J/(kg?℃) ×80kg×(60-20)℃

        =1.344×107J。

        由于電熱水器的效率

        η=Q吸/ W×100%,

        所以W = Q吸/η=1.344×107J/80%

        =1.68×107J。

        電熱水器加熱的時(shí)間

        t=W/P=1.68×107J/2 000W

        =8 400s。

        2 電熱水壺

        (2007遼寧中考)高效、方便、清潔的電熱水壺目前已成為家庭常用的用電器之一。下面是一種電熱水壺的銘牌。如果用這種電熱水壺將1L水從15℃燒開,(c水=4.2×103(J/kg?℃),氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,1L=1dm3) 求:

        (1)水吸收的熱量是多少?

        (2)若電熱水壺的效率是85%,則需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間?

        解析 電熱水壺工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。電熱水壺效率(η)是水吸收的熱量(Q吸)與電熱水壺消耗的電能(W)之比。所以,電熱水壺加熱的時(shí)間(t)是消耗的電能(W)與額定功率(P)的比值。

        ⑴水的質(zhì)量

        m=ρ水V

        =1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3

        =1kg。

        水吸收的熱量

        Q=cmΔt

        =4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(100-15)℃

        =3.57×105J。

        ⑵電熱水壺的效率

        η=Q吸/ W×100%,

        W=Q吸/η=3.57×105J/85%

        =4.2×105J,

        電熱水壺加熱的時(shí)間

        t=W/P=4.2×105J /1 000W=420s。

        3 電動(dòng)自行車

        (2007廣西河池中考)電動(dòng)自行車是一種綠色環(huán)保型助力車,如圖2所示。由于它不產(chǎn)生廢氣和噪聲污染,所以越來(lái)越受到人們的青睞。使用前需先對(duì)車上的蓄電池充電;騎行時(shí),蓄電池給車上的電動(dòng)機(jī)供電,電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力。某電動(dòng)自行車的主要技術(shù)參數(shù)如下表:

        最大時(shí)速20km/h一次充電連ば行駛里程50km

        一次充電耗電量0.6kW?h電機(jī)額定電壓36V

        整車質(zhì)量40kg充電電壓220V

        電機(jī)額定な涑齬β180W出廠編號(hào)20070523866

        請(qǐng)你根據(jù)表中所列的數(shù)據(jù)求解以下問(wèn)題:

        (1)當(dāng)電動(dòng)自行車在以最大時(shí)速行駛時(shí),電機(jī)的工作電壓等于額定電壓,求此時(shí)電機(jī)的工作電流。

        (2)若在10min內(nèi),電動(dòng)自行車連續(xù)行駛3km,求電動(dòng)自行車在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。

        (3)電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)所受的平均阻力是整車重量的0.07倍,當(dāng)電動(dòng)自行車以最大時(shí)速勻速行駛30min,求這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)自行車克服阻力所做的功。

        (4)若摩托車百公里耗油2.5L,每升油4.85元;照明用電每度0.50元,試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明使用電動(dòng)自行車與摩托車哪個(gè)更經(jīng)濟(jì)?

        解析 此題是力學(xué)與電學(xué)綜合類試題,有一定難度。電動(dòng)車工作時(shí),將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電機(jī)的工作電流由I額=P額/U額得到,電動(dòng)車的速度由公式v=s/t求出,做功運(yùn)用公式W=fs。

        ⑴電機(jī)的工作電流

        I額=P額/U額=180W/36V=5A。

        ⑵電動(dòng)車在10min內(nèi)的平均速度

        v1=s1/t1=3 000m/600s=5m/s。

        ⑶電動(dòng)車所受阻力

        f=0.07G=0.07×400N=28N,

        30min內(nèi)電動(dòng)自行車通過(guò)的路程

        s2=v2t2=20km/h×0.5h=10km,

        電動(dòng)車克服阻力所做的功為:

        W=fs2=28N×10 000m=2.8×105J。

        ⑷若摩托車百公里耗油2.5L,每升油4.85元,因此費(fèi)用為

        2.5L×4.85元/L=12.125元。

        電動(dòng)車百公里耗電

        0.6kW?h×2=1.2kW?h,

        費(fèi)用為

        1.2kW?h×0.5元/kW?h=0.6元。

        因?yàn)?.6元<12.125元,因此使用電動(dòng)自行車更經(jīng)濟(jì)。

        4 微波爐

        (2007福建莆田中考)圖3是LG微波爐的部分技術(shù)參數(shù)。問(wèn):

        (1)該微波爐在使用微波檔工作時(shí)的額定電流是多少安?

        (2)做某道菜時(shí)使用微波檔正常工作需要12min,做這道菜需消耗多少千瓦時(shí)的電能?

        解析 微波爐工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能,額定電流(I額)為額定功率(P額)與額定電壓(U額)的比值,注意是微波爐的額定功率,不是輸出功率。消耗的電能由W=P額t得到。

        ⑴額定電流:

        I額=P額/U額=1 100W/220V=5A。

        ⑵消耗的電能

        W=P額t=1.1kW×(12/60)h

        =0.22 kW?h。

        5超高壓水切割

        (2007成都中考)超高壓水切割又稱“水刀”, 它是將普通水經(jīng)過(guò)多級(jí)增壓后,通過(guò)一個(gè)極細(xì)的噴嘴噴出一道高速“水箭”,對(duì)切割表面產(chǎn)生108~109Pa的壓強(qiáng)。工業(yè)上常用來(lái)切割大理石、鋼板等堅(jiān)硬物體。下表是某高壓水切割機(jī)技術(shù)參數(shù):

        型號(hào)壓強(qiáng)p/MPa噴嘴橫そ孛婊s/m2排量V/L?min-1油泵電せ功率P/kW換向し絞降繚椽U/V

        22303005×10-82.722.5電子380

        提示:①表中“排量2.7L/min”表示每分鐘從噴嘴中噴出水2.7L。

        ②1MPa=106Pa, 1L=1×10-3m3。

        請(qǐng)回答:

        (1)“水刀”有純水切割和加磨料切割(磨料為密度大于水的石英砂、金剛砂)兩種。高速水流能切割堅(jiān)硬物體是因?yàn)楦咚偎骶哂休^大的______(填一種能量名稱),加入磨料后切割能力大大提高了,這是因?yàn)開_____。

        (2)若不考慮水從噴嘴噴出后橫截面積的變化,高壓水流對(duì)切割面的壓力為多大?

        (3)高壓水切割機(jī)的切割效率是多少?

        解析 水刀工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。水流具有較高的速度,加料后增加水流的質(zhì)量,從而提高水刀的切割能力。水流對(duì)切割面的壓力由F=pS得到。水刀的效率是水刀的動(dòng)能與消耗的電能之比,也就是水刀工作的有用功率(P┯杏茫┯氳緇功率(P總)之比。

        ⑴水流具有較高的速度,因此水刀具有較大的動(dòng)能。物體動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。當(dāng)速度一定時(shí),水刀加磨料后,也就增加了水流的質(zhì)量,從而增加了水流的動(dòng)能。

        ⑵噴出水流的橫截面積

        S=5×10-8m2,p=300MPa=3×108Pa,

        因此F=pS

        =3×108Pa×5×10-8m2

        =15N。

        ⑶水的排量(Q)是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)噴嘴橫截面積水的體積,

        排量Q=V/t=Sl/t=Sv,(S:噴嘴的橫截面積,v:水流的速度)

        v=Q/S

        =2.7×10-3m3/(5×10-8m2×60s)

        =900m/s。

        水刀的有用功率:

        P┯杏=Fv=15N×900m/s=13.5kW,

        切割效率是:

        η=P┯杏/P總×100%

        =13.5kW/22.5kW×100%

        =60%。

        除上述常見(jiàn)的幾類外,近幾年各地中考還出現(xiàn)了電冰箱、空調(diào)等電器的“說(shuō)明書類”試題。試題的問(wèn)題設(shè)置、考查內(nèi)容差別不大,不同的是題型、分值及試題的難易程度。

        (欄目編輯陳 潔)

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