Question

（2012·四川理综）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×10³kg/m³，重力加速度取10m/s。求

（1）电动机内阻消耗的热功率；

（2）将蓄水池蓄入864 m³的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。

【解析】：（1）设电动机的电功率为P，则P=UI

设电动机内阻r消耗的热功率为P_r，则P_r=I²r；

代入数据解得：P_r=1×10³W。

（2）设蓄水池蓄水总质量为M，所用抽水时间为t，已知抽水高度为h，容积为V，水的密度为ρ，则M=ρV

设质量为M的河水增加的重力势能为△E_p，则△E_p =Mgh。

设电动机的输出功率为P₀，则P₀=P- P_r。

根据能量守恒定律，得P₀t×60%×80%=△E_p。

代入数据解得：将蓄水池蓄入864 m³的水需要的时间t=2×10⁴s。

【考点定位】此题考查能量守恒定律及其相关知识。

Answer 1

（2012年4月浙江绍兴模拟）如图是一个货物运输装置示意图，BC是平台，AB是长L=12m的传送带，BA两端的高度差h=2．4m。传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动，安全运行的最大速度为v_m=6m/s。假设断电后，电动机和传送带都立即停止运动。现把一个质量为20kg的货物，轻轻放上传送带上的A点，然后被传送带运输到平台BC上，货物与传送带之间的动摩擦因数为0.4。由于传送带较为平坦，可把货物对传送带的总压力的大小近似等于货物的重力；由于轮轴等方面的摩擦，电动机（转化为机械功）的效率为80%。取g=10m/s2。求：

       （1）要使该货物能到达BC平台，电动机需工作的最短时间。

       （2）要把货物尽快地运送到BC平台，电动机的输出功率至少多大？

       （3）如果电动机接在输出电压为120V的恒压电源上，电动机的内阻r=6Ω，在把货物最快地运送到BC平台的过程中，电动机消耗的电能共有多少？