Question

12．電動(dòng)機(jī)是一種使用廣泛的動(dòng)力機(jī)械，從能量轉(zhuǎn)化的角度看．它主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉．現(xiàn)有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端加220V電壓時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為50A．若已知該電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是0.4Ω，問：
（1）每分鐘該電動(dòng)機(jī)消耗的電能是多少？
（2）線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道電動(dòng)機(jī)工作的電壓和通過的電流和工作時(shí)間，根據(jù)W=UIt求出每分鐘該電動(dòng)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(dòng)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該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

解答 解：（1）每分鐘該電動(dòng)機(jī)消耗的電能：
W_總=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）每分鐘該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能：
W=W_總-Q=6.6×10⁵J-6×10⁴J=6×10⁵J，
該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{W}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{6×1{0}^{5}J}{6.6×1{0}^{5}J}$×100%≈90.9%．
答：（1）每分鐘該電動(dòng)機(jī)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）該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是90.9%．

點(diǎn)評(píng) 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(dòng)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．