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(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Pr,则Pr=I2r;
代入数据解得:Pr=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△Ep,则△Ep =Mgh。
设电动机的输出功率为P0,则P0=P- Pr。
根据能量守恒定律,得P0t×60%×80%=△Ep。
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。
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