题目
第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行，世博会的主题是“城市，让生活更美好” 。在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图所示是“塔吊”的示意图。假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V， 额定功率38kW，线圈电阻0.4Ω。在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20m。求：
（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能。
（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量。
（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t？ |
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题型：计算题难度：偏难来源：广西自治区中考真题
所属题型：计算题
试题难度系数：偏难
答案
解：
（1）由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8×104W，工作时间t=20s，所以电动机消耗的电能为：W=Pt=3.8×104W×20s =7.6×105J；
（2）电动机正常工作时的电流：I= = =100A，线圈产生的热量：Q=I2Rt=（100A）2×0.4Ω×20s =8×104J；
（3）电流产生热量消耗的电能W1=Q=8×104J，电能转化为机械能的总量为W总=W-W1=7.6×105J-8×104J =6.8×105J， 因为η= = ，即 80%= ，解得G＝2.72×104N 所以，重物的质量为：m= = =2.72×103kg=2.72t。 |
考点梳理
初中三年级物理试题“第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行，世博”旨在考查同学们对
电功或电能的计算、
焦耳定律及计算公式、
质量及其特性、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。
- 电功或电能的计算
- 焦耳定律及计算公式
- 质量及其特性
考点名称：电功或电能的计算
电能是表示电流做多少功的物理量，电能指电以各种形式做功的能力(所以有时也叫电功 )，分为直流电能、交流电能，这两种电能均可相互转换。
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。
电能单位是“度”，它的学名叫做千瓦时，符号是kW·h。在物理学中，更常用的能量单位(也就是主单位，有时也叫国际单位)是焦耳，简称焦，符号是J。它们的关系是：1kW·h=3.6×106J，电能公式：W=UIt=Pt 根据欧姆定律(I=U/R)可以进一步推出：W=I2Rt=U2t/R
电功计算：
1. W=UQ电
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)
考点名称：焦耳定律及计算公式
焦耳的定律及公式：
焦耳定律或焦耳－冷次定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。1841年，英国物理学家詹姆斯·焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成比例。而在1842年时，俄国物理学家海因里希·楞次也独立发现上述的关系，因此也称为“焦耳－冷次定律”。
采用国际单位制时，焦耳定律的表达式为：
Q = I2Rt 或 P = I2R
其中Q（热量）、I（电流）、R（电阻）、t（时间）、P（热功率）各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。
与欧姆定律的关系：
根据欧姆定律：
U=IR
焦耳定律的公式亦可表示为：
关于焦耳定律的历史：
关于导体中通过的电流与所产生的热量之间的定律。1840年由詹姆斯·普雷斯科特·焦耳提出。定律揭示了电流通过导线时所产生的热量和导线的电阻与电流平方的乘积成比例，即
H＝0.24IRt
式中H 为产生的总热量，单位为卡；I 为电流，单位为安；R 为电阻,单位为欧；t为时间，单位为秒；0.24为由实验定出的比例常量。
焦耳是通过实验测定发现这个定律的。但是从理论上也不难理解，当电流的大小不变，产生的热量全部来源于电荷通过导体失去的势能。电荷的数量为It，失去的势能为W，W＝RIt。因此,在单位时间中转变为热的电能为RI（焦），或者说在导体上消耗的电功率P为
P＝RI（瓦）
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。
焦耳定律在串联电路中的运用：
在串联电路中，电流是相等的，则电阻越大时，产生的热越多。
焦耳定律在并联电路中的运用：
在并联电路中，电压是相等的，通过变形公式，W=Q=Pt=(U^2/R)×t，当U定时，R越大则Q越小。
需要注明的是，焦耳定律与电功公式W=UIt适任何元件及发热的计算，即只有在像电热器这样的电路（纯电阻电路）中才可用Q=W=UItq=I^2×Rt =(U^2/R)×t。
另外，焦耳定律还可变形为Q=IRq（后面的Q是电荷量，单位库仑（c））。
在热力学中指，气体的内能只是温度的函数，与体积无关。即内能对体积的偏导数为零。
考点名称：质量及其特性
质量的基本解释：
质量是物体的一种基本属性，与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置变化无关。
不同物体含有的物质的多少不一定相同。物体所含物质的多少叫做物体的质量（mass）。单位不同于重量。
质量是质的属性，是实质化的量，能量是量化的量。能量和质量可以相互转化，但是它们是不同的量。
质量可以理解为质（量、可转化的能）的多少。
质量大，物体含有物质多；质量小，物体含有物质少。
质量的单位：
质量是物理学中的七个基本量纲之一，符号m。
在国际单位制中，质量的基本单位是千克，符号kg。最初规定1000cm^3(即1dm^3)的纯水，在4℃时的质量1kg。1779年，人们据此用铂铱合金制成一个标准千克原器，存放在法国巴黎国际计量局中。
质量的特性：
质量特性可分为两大类：真正质量特性和代用质量特性。
1、所谓“真正质量特性”，是指直接反映用户需求的质量特性。
2、代用质量特性：一般地，真正质量特性表现为产品的整体质量特性，但不能完全体现在产品制造规范上。而且，在大多数情况下，很难直接定量表示。因此，就需要根据真正质量特性（用户需求）相应确定一些数据和参数来间接反映它，这些数据和参数就称为“代用质量特性”。
质量的有关公式：
①密度计算公式：密度=质量/体积（ρ=m/v）【同种物质组成的物体的质量与体积成正比】
质量计算公式：质量=密度*体积（m=ρv ）
重力计算公式：G=mg(G为重量,m为质量,g为地球的加速度约为9.8)
牛顿第二定律计算公式：F=ma（F为合力，m为质量，a为加速度）等。
质能公式：E=mc^2;
质量的测试方法：
实验室中
天平是测质量的常用工具。天平的使用要求：被测物体的质量不能超过称量。向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿弄脏，潮湿的物品和化学用品不能直接放到天平的盘中。天平的使用：1水平放置2游码归零3调节平衡螺母使天平水平平衡。
无重力环境
离心法：（人造重力法）
挂在弹簧称上，让待测物体以指定速度作匀速圆周运动，读出弹簧称示数，计算。
质量的测量：用天平
(1)构造：托盘天平由横梁、指针、分度盘、标尺、游码、托盘、平衡螺母构成，每架天平配制一盒砝码。盒中每个砝码上都标明了质量大小，以“克”为单位，用符号“g”表示。
(2)使用：先将天平放水平;后将游码左移零;再调螺母反指针;左放物体右放码;四点注意要记清。调整平衡后不得移动天平的位置，也不得移动平衡螺母;左盘放被测物体，右盘中放砝码;物体的质量=盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度值(俗称游码质量)。
四点注意：被测物体的质量不能超过量程;向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏;潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中;砝码要轻拿轻放。
