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第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行,世博会的主题是“城市,让生活更美好”.在场馆和楼房建设工地上,“塔吊”是常见的一种起重设备,如图所示是“塔吊”的示意图.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0.4Ω.在一次吊起重物时,电动机正常工作20s,把重物吊起20m.求:
(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能.
(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量.
(3)在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的质量为多少t?

【答案】分析:(1)已知电动机的额定功率和工作的时间,根据公式W=Pt可求消耗的电能.
(2)已知电动机的额定功率和额定电压,根据公式I=可求电动机正常工作时的电流,线圈产生的热量根据公式Q=I2Rt可求.
(3)已知电动机消耗的电能和产生的热量,二者之差就是对电能转化成的机械能,已知机械效率,可求克服物体重力做的有用功,最后利用公式W=Gh求出物体的重力,进一步得出物体的质量.
解答:解:(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=20s,
所以电动机消耗的电能为:
W=Pt=3.8×104W×20s=7.6×105J.
答:该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能为7.6×105J.
(2)电动机正常工作时的电流:
I===100A,
线圈产生的热量:Q=I2Rt=(100A)2×0.4Ω×20s=8×104J.
答:线圈产生的热量为8×104J.
(3)电流产生热量消耗的电能W1=Q=8×104J,
电能转化为机械能的总量为
W=W-W1=7.6×105J-8×104J=6.8×105J,
因为η==
即80%=
解得G=2.72×104N,
所以,重物的质量为:
m===2.72×103kg=2.72t.
答:被吊重物的质量为2.72t.
点评:本题考查消耗电能、产生热量、物体的质量等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是求物体的重力,这也是本题的重点,解题过程中还要注意单位的换算.
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(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能.
(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量.
(3)在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的质量为多少t?

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科目:初中物理 来源:2012届江苏省无锡市江南中学九年级中考模拟二物理试卷(带解析) 题型:计算题

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⑴该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能。
⑵电动机工作过程中,线圈产生的热量。
⑶在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的质量为多少?

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⑴该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能。

⑵电动机工作过程中,线圈产生的热量。

⑶在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的质量为多少?

 

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