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  4. 液体压强的计算功的计算电功或电能的计算

某学校为了给蓄水塔抽水,新买了一单相螺杆自吸泵,其铭牌上的部分参数如下表:(吸程是指水泵到水面的距离;扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离)(1)该铭牌中有一个参数是

一、题文

某学校为了给蓄水塔抽水,新买了一单相螺杆自吸泵,其铭牌上的部分参数如下表:(吸程是指水泵到水面的距离;扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离)
(1)该铭牌中有一个参数是明显错误的,请你指出来,并通过计算加以说明.
(2)该水泵连续正常抽水1h,把水抽高了50m,水泵对水做了多少功?此时水泵的效率是多少?
(一个标准大气压的值为1.013×105Pa,g取10N/kg)
型号ZGD扬程50m
吸程20m电压220V
频率50Hz功率1.5KW
流量8m3/h绝缘E级

考点提示:液体压强的计算,功的计算,电功或电能的计算

二、答案

(1)错误的参数是:吸程20m,
一标准大气压能把水压上的高度h=
p
ρg
=
1.013×105Pa
1.0×103kg/m3×10N/kg
=10.13m<20m,
(2) 由于水泵的流量为8m3/h,那么水泵1h抽水体积V=8m3
水泵1h抽水质量m=ρV=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg,
水泵抽水1h对水做的功W=Gh=mgh=8×103kg×10N/kg×50m=4×106J,
水泵抽水1h消耗的电能W′=Pt=1.5×103W×3600s=5.4×106J,
水泵的效率η=
W
W′
×100%=
4×106J
5.4×106J
×100%≈74.1%,
答:水泵抽水1h对水做的功为4×106J,水泵的效率为74.1%.

三、考点梳理

知名教师分析,《某学校为了给蓄水塔抽水,新买了一单相螺杆自吸泵,其铭牌上的部分参数如下表:(吸程是指水泵到水面的距离;扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离)(1)该铭牌中有一个参数是》这道题主要考你对 液体压强的计算功的计算电功或电能的计算 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:液体压强的计算,功的计算,电功或电能的计算

考点名称:液体压强的计算
  • 液体压强的计算公式:
    P=ρgh(ρ是液体密度,单位是千克/米3;g=9.8牛/千克;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是米。)
  • 对液体压强公式的理解
    1.由公式可知,液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关,而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。

    2.公式只适用于计算静止的液体产生的压强,而对固体、气体或流动的液体均不适用。

    3.在液体压强公式中h表示深度,而不是高度。判断出h的大小是计算液体压强的关键,如图所示,甲图中A点的深度为30cm,乙图中B点的深度为 40cm.丙图中C点的深度为50cm。

    4.运用公式时应统一单位:ρ的单位用kg/m3,h 的单位用m,计算出的压强单位才是Pa。 

    5.两公式的区别与联系:是压强的定义式,  无论固体、液体还是气体,它都是普遍适用的;而是结合液体的具体情况通过推导出来的,所以适用于液体。

    6.用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强,它不包括液体受到的外加压强。

    转换法和控制变量法探究液体压强大小跟哪些因素有关:
         在探究液体压强的大小时,由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小,我们用“转换法”,通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小,将抽象的东西变成了直观且形象的东两,使问题简化了。

        由于液体内部压强跟液体的深度和液体密度两方面因素有关,所以在探究液体内部压强的规律时要采用控制变量法,即在探究液体压强与深度的关系时,要保持液体密度不变,在探究液体压强与液体的密度关系时,要保持液体的深度不变。

考点名称:功的计算
  • 功的计算公式:
    功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离),W=FS。

    单位:
    国际单位制中,力的单位是N,距离的单位是m,功的单位是N·m,它有一个专用名称叫做焦耳,简称焦,用符号J表示,1J=1N·m。
  • 在利用该公式进行计算时的注意点:
    (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

    (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

    (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
考点名称:电功或电能的计算
  • 电功计算基本公式及推导公式(适用于纯电阻电路):W=UIt,W=I2Rt,W=U2t/R,W=Pt,W=Uq。
  • 电功计算:
    1. W=UQ
    电能也是一种能量,而这种能量的实施者就是电荷,电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者,每个电荷从A点到B点做的功就是电压,两者相乘就是AB的电功,就是消耗的电能

    2. W=UIt
    我们来看一下电功的含义,电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能(A点到B点可以是一个用电器,也可以是一部分电路)电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功,电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量,时间也有了,那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt

    3. W=Pt
    W电功、P电功率、t时间
    像功的计算方法一样就是功率乘以时间,在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间,同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间

    W=I2Rt (纯电阻电路)

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