初中物理低碳（资源节约）问题的实例解析
例一：电动自行车是一种常见的交通工具，使用前要先对车上的蓄电池充电。骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下面是某种品牌电动自行车的一些主要技术参数：
整车净重80Kg；最高车速45Km/h；蓄电池的电压48V；轮胎能承受的最大压强2×105帕；蓄电池类型为铅酸蓄电池；车轮直径40厘米；一次充电储存的电能3.5×106J；行驶噪声≤62分贝。
(1)若该车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为1.5×10-2平方米，那么其载重量最大不能超过多少千克？(取g=10N/Kg)
(2)若该车以10m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力为50牛，电能转化为机械能的效率为80%，求该车充一次电后，以所述情况行驶时，最多能行驶多远？此过程中电动自行车的工作电流是多大？
(3)如果充一次电消耗的电能为1Kw·h，充一次电自行车可连续行驶50千米，照明用电的电费约0.5元/ Kw·h，摩托车行驶100千米耗油2.5升，油价约4.5元/升，请通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济？
好题推荐：这道物理题来源于生活，应用于生活，贴近实际生活，符合新课标；另外，这道题考查的知识面广，涉及到的物理知识多，不仅能考查学生知识掌握的情况，还考查了学生解题思维是否严谨，能否灵活选取公式，选择最恰当的解题方法。
解题思路：首先出技术参数中有用的已知条件。如：整车净重：80Kg；蓄电池的电压：48V；一次充电储存的电能3.5×106J；轮胎能承受的最大压强2×105帕。
在第一问中，根据F=p·s，可求出最大压力即总的重力，再根据m=G/g，求出总质量。但要注意总质量中还包括车的质量。
在第二问中求电流时注意，电流所做的功是总功，而本题中的总功≠机械功，有的同学容易把机械功当做电功去做。
第三问的方法很多，可比较行驶相同距离两辆车各需花多少钱；或比较花同样的钱两辆车
可分别行驶多远的距离，要用语言描述清楚。
正确答案：
(1) F=p·s=2×105帕×1.5×10-2米2=3000牛
m===300千克
最大载重量为300千克—80千克=220千克
(2)W机械=W电·80% F·S= W电·80%
50牛×S=3.5×106J×80% S= 56000米=56千米
t=S/v=56000/10=5600秒
W=UIt 3.5×106J=48V×I×5600秒 I=13安
(3)由题知，电动车充一次电可行驶50千米，需电费：0.5元/千瓦时×1千瓦时=0.5元
摩托车行驶50千米耗油2.5/2=1.25升，需花费：1.25升×4.5元/升=5.625元﹥0.5元，所以使用电动自行车更经济。
注意：中考物理题涉及知识点较多 考生答题要认真审题
中考答题时，首先要认真审题，明确考查的知识点，出题目中有用的已知条件及隐含条件，明确题目要求。选择公式时要注意此公式的适用条件。再就是做题要规范，公式、单位一个都不能少，这就要求学生在平日养成良好的做题习惯。
用容量是1.25升的饮料瓶装满水后向锅内灌水2次，测出这2.5升水的初温为20℃。关闭其它所有用电器只让电磁炉工作（按下煮汤键）同时开始用手机计时并对电能表的指示灯的闪烁次数计数，648秒钟水开始沸腾，测得水的温度为100℃，电能表指示灯的闪烁432次。他们看到电能表上标有1600imp/kWh.
他们上网又查到下列资料：
1.瓶装煤气充装量的国家标准为YSP——15（钢瓶规格），重量充装允许偏差（千克）是14.5正0.4，负0.5，即相当于15千克装的瓶装煤气，14千克正好是它的底线，加上废液残留等因素，实际上的煤气净重更少，不足14千克。一瓶煤气价格约98元，我们可算出煤气不低于7元/千克。煤气的热值为4.2×107焦/千克。燃烧煤气的煤气灶效率一般为50%左右。
2.目前电费为0.52元/度。
3. 电子式电能表的常数是每千瓦小时脉冲的个数。电能表常数会标注在电能表面板上，其单位为imp /kWh，表示为每千瓦时脉冲的个数。由于电能表常数不同，记录相同的电能，常数小的电能表脉冲个数少，常数大的电能表脉冲个数多。您使用的电能表常数为3200imp/kWh，您在用电时电能表的脉冲指示灯将闪烁，当脉冲指示灯闪烁3200次时计数器个位数值将进一位，说明您已经使用了1 kWh（度）电量。
4.电磁炉是一种新型灶具，如图所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流（即涡流），涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。
阅读上面的资料回答问题
（1）煤气的热值为4.2×107焦/千克含义是 。
（2）电磁炉与普通的电炉相比，电磁炉的热效率更高。因为
。
电磁炉与煤气灶相比，除了电磁炉的热效率高外，还有其他优点。如： 。
（3）根据他们的实验数据和上网收集的资料，解决下列问题：
这些水吸收了多少热量？
煮汤时电磁炉的电功率多大？
煮汤时电磁炉的效率大约是多少？
加热上述初温为20℃的2.5升水到100℃，分别使用电磁炉和煤气灶各花费多少电费和煤气费，哪个更省钱，至少省多少？
参考答案：（1）1千克煤气完全燃烧放出4.2×107焦的热量。
（2）电磁炉的热效率更高 。因为电磁炉是利用锅体本身发热来加热食物，没有炉具向锅体传热的过程，热散失少（1分），所以电磁炉的热效率更高。
电能输送不需要象煤气一样搬运；避免煤气中毒；不会放出二氧化碳，减少环境污染等
（3）利用Q=cm(t-t0)求出8.4×105焦
先求出消耗电能0.27kWh，即9.72×105焦，在利用功率定义式求出（648秒钟=0.18小时，648s=0.18h）得1.5kW或1500W。
86.4%
电费0.27×0.52=0.1404 记0.14元
先求出燃料发出的热量1.68×106焦，需要燃料0.04千克。记0.28元，可省0.14元
课外练习：
1．（2006年青海市）液化气炉是人们目前较普遍地使用的炉具，而电磁炉则是新一代的智能炉具。为了比较它们的耗能费用，小明进行了调查，得出如下两组数据：
液化气炉（用气） | 电磁炉（用电） | ||
热效率 | 60% | 热效率 | 90% |
液化气每瓶净重 | 15kg | 额定功率 | 1000W |
液化气热值 | 3．5107J/kg | 额定电压 | 220V |
当地液化气价格 | 70元/瓶 | 当地市电价格 | 0．5元/度 |
请问：（1）若小明家一天所需热量相当于把50kg的水从40℃加热到100℃，则他家一天需
消耗多少热量？[C水＝4．2×103J/（kg·℃）]
（2）上述热量若靠电磁炉提供，需耗电多少度？
（3）若靠液化气炉提供，需燃烧多少千克的液化气？
4）哪种炉具的日耗能费用更低？
分析与解：（1）小明家一天所需热量：
（2）当用电磁炉供热时，需耗电：
（3）当用液化气炉供热时，需液化气：
（4）、依靠电磁炉供热，所需电费：3．9度×0．5元/度＝1．95元
依靠液化气炉供热，所需燃气费：0．6kg×＝2．8元
由以上计算可知，使用电磁炉日耗费用更低。
2．（2006年湘西市）电磁炉是新一代的智能炉具，小伟进行了调查，得出下表数据，请按要求回答问题．
电磁炉 | |
热效率 | 90% |
额定电压 | 220V |
额定功率 | 1000W |
当地民用电价 | 0．4元/度 |
（提示：电磁炉热效率是指电磁炉有效利用的热量与消耗的电能之比；煤气灶热效率是指煤气灶有效利用的热量与煤气完全燃烧放出的热量之比．）
若小伟用此电磁炉把3kg的水从20℃加热到100℃，需耗电多少度？
[水的比热容是4．2×103J/（kg·℃）1kW·h＝3．6×106J]
（2）邻居小旭家用煤气也把3kg的水从20℃加热到100℃，消耗煤气约0．12m3，试求该煤气灶的热效率。（1m3煤气完全燃烧放出的热量是1．8×107J）
（3）若煤气价格为1．3元/m3，请你从经济、环保和节能等方面谈谈选用哪种炉具更好，并说明理由。（提示：普通家庭一天生活所需的总热量相当于把100kg的水从20℃加热到100℃。）
分析与解：（1节约资源）Q吸＝cmt＝4．2×103J/（kg·℃）×3kg×（100℃-20℃）＝1．008×106J
＝1．12×106J＝0．31kW·h
（2）Q放＝Vq＝0．12m3×1．8×107J/m3＝2．16×106J
＝＝46．7%
（3）用户需要相同热量时，利用电磁炉加热要比用煤气灶价格低；电磁炉安全、方便、快捷；与煤气灶相比，对环境的污染小。
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