Question

在某建筑工地上，用电动吊车将水泥板吊上房顶．电动机铭牌上标有“220V，2KW”字样，电动机线圈的电阻为4.84Ω．电动机正常工作25s将质量为240kg的水泥板匀速提升10m高（取g=10N/kg）．
①这段时间内，拉力对水泥板做多少功？
②这段时间内，电动机消耗多少电能？电流通过电动机线圈产生的热量为多少？
③求整个电动吊车的机械效率．

Answer 1

【答案】分析：①知道水泥板的质量，利用重力公式求水泥板重，再利用W=Gh求拉力对水泥板做功；
②由电动机铭牌可知电动机的额定功率和额定电压，因为电动机正常工作，所以其实际功率等于额定功率，再利用W=Pt求消耗的电能；
利用P=UI求出通过电动机的电流，利用焦耳定律求电流通过电动机线圈产生的热量；
③吊车对水泥板做的功为有用功，电动机在25s内消耗的电能为总功，机械效率等于有用功与总功的比值．
解答：解：①拉力对水泥板做功：
W=Gh=mgh=240kg×10N/kg×10m=24000J；
②∵电动机正常工作，
∴P=P_额=2000W，
25s消耗的电能：
W=Pt=2000W×25s=50000J．
此时通过电动机的电流：
I===A，
电流产生的热量：
Q=I²Rt=（A）²×4.84Ω×25s=10000J；
③整个电动吊车的机械效率：
η===48%．
答：①这段时间内，拉力对水泥板做24000J的功；
②这段时间内，电动机消耗50000J的电能，电流通过电动机线圈产生的热量为10000J；
③整个电动吊车的机械效率为48%．
点评：本题考查了物体升高高度做功、消耗电能、热量、机械效率的计算，难点是计算机械效率的计算，明确吊车对水泥板做功是有用功、电动机在25s消耗的电能为总功．注意电动机工作时消耗的电能以及线圈电阻产生热量的计算（电动机所在电路不是纯电阻电路）．