Question

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。

Answer 1

（1）9.5×10⁵J；（2）1.25×10⁵J； （3）80%

试题分析：（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=25s，
所以电动机消耗的电能为： W=Pt＝3.8×10⁴W×25s＝9.5×10⁵J 　                                   
（2）电动机正常工作时的电流：         
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　　                        
又因为　所以该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率：