一、中考回放
1.(2014•黄冈)当前城镇化建设进程中,在一些场馆和楼房建设工地上,常见一种“塔吊”的起重设备,其主要组成为电动机和机械两部分,如图所示.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0.5Ω.在一次起吊中,该“塔吊”电动机正常工作25s,把质量为3t的重物吊起22m(g取10N/kg).求:
(1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能.
(2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量.
(3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率.
【解析】
此题为电热综合题,电流通过导体时,电流要做功,电能转化为热能。由电动机的额定功率和工作的时间,可根据公式W=Pt可求消耗的电能;由电动机的额定功率和额定电压,根据公式I=P/U可求电动机正常工作时的电流,从而可求出线圈产生的热量;电动机消耗的电能并没有全部转化热能,消耗的电能与热能之差就是转化为的机械能,由机械效率的定义可求出机械效率;(1)电动机正常工作时,消耗的功率等于额定功率,所以电动机消耗的电能W=Pt=3.8×104W×25s=9.5×105J(2)电动机正常工作时的电流:I=P/U=100A、线圈产生的热量:Q=I2Rt=(100A)2×0.5Ω×25s=1.25×105J(3)线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W1=Q=1.25×105J,所以“塔吊”电能转化为机械能的总量,即机械部分所做的总功为:W总=W﹣W1=9.5×105J﹣1.25×105J=8.25×105J该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率:η=W有/W总×100%=80%