Question

15．現(xiàn)在電動自行車、電動汽車逐漸普及，它們都采用電動機(jī)來獲得動力．某直流電動機(jī)的銘牌上標(biāo)有“220V 5.5kW”，電動機(jī)線圈的電阻為0.4Ω．
（1）該電動機(jī)正常工作1h，消耗多少電能？
（2）電動機(jī)線圈產(chǎn)生多少熱量？
（3）該電動機(jī)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）電動機(jī)正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt求出正常工作1h消耗的電能；
（2）根據(jù)P=UI求出電動機(jī)正常工作時的電流，根據(jù)Q=I²Rt求出電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量；
（3）電動機(jī)消耗的電能減去產(chǎn)生的熱量即為輸出的機(jī)械能，輸出機(jī)械能和消耗電能的比值即為該電動機(jī)的效率．

解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$可得，電動機(jī)正常工作1h消耗的電能：
W=Pt=5.5×10³W×3600s=1.98×10⁷J；
（2）由P=UI可得，電動機(jī)正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{5.5×1{0}^{3}W}{220V}$=25A，
電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（25A）²×0.4Ω×3600s=9×10⁵J；
（3）電動機(jī)輸出的機(jī)械能：
W_機(jī)=W-Q=1.98×10⁷J-9×10⁵J=1.89×10⁷J，
該電動機(jī)的效率：
η=$\frac{{W}_{機(jī)}}{W}$×100%=$\frac{1.89×1{0}^{7}J}{1.98×1{0}^{7}J}$×100%≈95.45%．
答：（1）該電動機(jī)正常工作1h，消耗多少電能為1.98×10⁷J；
（2）電動機(jī)線圈產(chǎn)生多少熱量為9×10⁵J； 
（3）該電動機(jī)的效率是95.45%．

點(diǎn)評 本題考查了電功公式、焦耳定律、電功率公式、效率公式的應(yīng)用，知道電動機(jī)消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出、少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是關(guān)鍵．