Question

12．电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉．现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A．若已知该电动机线圈的电阻是0.4Ω，问：
（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少？
（2）线圈每分钟产生的热量是多少？
（3）该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道电动机工作的电压和通过的电流和工作时间，根据W=UIt求出每分钟该电动机消耗的电能；
（2）知道电路中的电流和线圈的电阻，根据Q=I²Rt求出线圈每分钟产生的热量；
（3）每分钟该电动机消耗的电能减去线圈每分钟产生的热量即为获得的机械性能，获得的机械能与消耗电能的比值即为该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率．

解答 解：（1）每分钟该电动机消耗的电能：
W_总=UIt=220V×50A×60s=6.6×10⁵J；
（2）线圈每分钟产生的热量：
Q=I²Rt=（50A）²×0.4Ω×60s=6×10⁴J；
（3）每分钟该电动机正常工作时电能转化为的机械能：
W=W_总-Q=6.6×10⁵J-6×10⁴J=6×10⁵J，
该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率：
η=$\frac{W}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{6×1{0}^{5}J}{6.6×1{0}^{5}J}$×100%≈90.9%．
答：（1）每分钟该电动机消耗的电能是6.6×10⁵J；
（2）线圈每分钟产生的热量是6×10⁴J；
（3）该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是90.9%．

点评 本题考查了电功公式、焦耳定律、效率公式的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器消耗的电能大部分转化为机械能．