Question

15．阅读短文，回答问题
清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器（如图）．有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如表所示．清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出．其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”． 

型号	CC5020	额定压强	5×106Pa
电源	220V/50Hz	额定流量	20L/min
额定功率	2.2kW	防护等级	IP25

（1）你认为清洗机的动力设备是电动机（选填“电动机”或“热机”），其主要原理是通电导体在磁场中要受到力的作用．
（2）清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是10A．
（3）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg．
（4）需要消耗电能多少J．
（5）清洗机正常工作10min，清洗机对水做功多少J．

Answer 1

分析 （1）根据工作清洗机的能量转化分析，动力设备应是电动机；
（2）由铭牌知道清洗机的额定电压和额定功率，利用I=$\frac{P}{U}$求清洗机正常工作时的电流；
（3）知道清洗机的额定流量，可求10min需要的水量；
（4）利用W=Pt求消耗的电能；
（5）据题目中所提示的信息：W=FL，而F=PS，可得，W=FL=PSL=PV，故带上公式计算即可得出10min清洗机对水做 的功．

解答 解：（1）因清洗机工作时消耗电能，转化为机械能，所以需要的动力设备是电动机，原理是通电导体在磁场中要受到力的作用而工作的．
（2）据P=UI可知，
此时正常工作时的电流是：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A；
（3）10min需要水的体积：
V=20L/min×10min=200L=0.2m³．
水的质量为m=ρ水V=1×10³kg/m³×0.2m³=200kg；
（4）此时所消耗的电能是：W=Pt=2200W×10×60s=1.32×10⁶J；
（5）此时清洗机正常工作10min对水做功为：W=pV=5×10⁶Pa×0.02m³/min×10min=1.0×10⁶J；
答：（1）电动机；（2）10；（3）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水200kg；（4）需要消耗电能1.32×10⁶J；（5）清洗机正常工作10min，清洗机对水做功1.0×10⁶J．

点评 本题考查压力单位、电流、体积、消耗电能的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要学会从题目所给信息中找到有用的数据，解题过程中要注意单位的换算．