Question

（2013?佛山一模）如图为某建筑工地搬运建筑材料的装置．图中滑轮D与滑厢相连，滑轮A固定在地面上，钢丝绳的拉力由电动机提供．根据以上信息回答下列的问题：
（1）在此装置中，滑轮A的作用是

改变用力的方向

，电动机的工作原理是：

通电线圈在磁场中受力转动

，电动机工作时把电能转化为

机械

能．
（2）已知滑厢的总质量为m₁，厢内建筑材料的质量为m₂，滑厢与地面的接触面积为S，滑厢的容积为V．当电动机拉动钢丝绳的长度为L时，所用的时间为t，已知滑轮组的机械效率为η₁，电动机的效率为η₂，则电动机的最小功率应为多少？（要求写出主要的推导过程）

Answer 1

分析：（1）判断A滑轮的种类，得知作用；
电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，在工作时将电能转化为机械能；
（2）电动机在工作时，既要克服自身的摩擦做功，也要克服滑轮组的摩擦及动滑轮、滑箱和钢绳的重力做功，所以其做的功为总功，与有用功之间的关系应为W_有用=W_总η₁η₂．

解答：解：（1）由图知，A是定滑轮，可以改变用力的方向；
电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；电动机工作时把电能转化为机械能；
（2）由图知，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以s=3h，s=L，则h=

L

3

．
被提升物体的总重力为：G_物=m₂g
则W_有用=G_物h=m₂g?

L

3

=

1

3

+m₂gL
W_总=Pt，
由题意知：
Ptη₁η₂=

1

3

m₂gL
解得P=

m2gL

3η1η2t

．
故答案为：（1）改变用力的方向；通电线圈在磁场中受力转动；机械；（2）电动机的最小功率为

m2gL

3η1η2t

．

点评：此题考查了电动机的工作原理及能量的转化，同时考查了对机械效率的理解．在（2）问中关键是搞清总功和额外功之间的关系，确定出有用功是解决此题的关键．