Question

17．電動機(jī)是一種使用廣的動力機(jī)械，從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，它主要是把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能．還有一部分在線圈內(nèi)以熱量的形式散失掉．現(xiàn)有一臺電動機(jī)，當(dāng)兩端電壓為220V的時候，通過電動機(jī)的電流為50A．問：
（1）該電動機(jī)每分鐘消耗的電能是多少？
（2）若該電動機(jī)線圈的電阻為0.4Ω，則線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量為多少？
（3）這臺電動機(jī)輸出機(jī)械功的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道電動機(jī)工作的電壓和通過的電流和工作時間，根據(jù)W=UIt求出每分鐘該電動機(jī)消耗的電能；
（2）知道電路中的電流和線圈的電阻，根據(jù)Q=I²Rt求出線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量；
（3）每分鐘該電動機(jī)消耗的電能減去線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量即為獲得的機(jī)械性能，獲得的機(jī)械能與消耗電能的比值即為這臺電動機(jī)輸出機(jī)械功的效率．

解答 解：（1）該電動機(jī)每分鐘消耗的電能：
W=UIt=220V×50A×60s=6.6×10⁵J；
（2）線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（50A）²×0.4Ω×60s=6×10⁴J；
（3）這臺電動機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功：
W_機(jī)械=W-Q=6.6×10⁵J-6×10⁴J=6×10⁵J，
則這臺電動機(jī)輸出機(jī)械功的效率：
η=$\frac{{W}_{機(jī)械}}{W}$×100%=$\frac{6×1{0}^{5}J}{6.6×1{0}^{5}J}$×100%≈91%．
答：（1）該電動機(jī)每分鐘消耗的電能是6.6×10⁵J；
（2）線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是6×10⁴J；
（3）這臺電動機(jī)輸出機(jī)械功的效率是91%．

點(diǎn)評 本題考查了電功公式、焦耳定律、效率公式的應(yīng)用，要注意電動機(jī)是非純電阻用電器消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．