Question

8．一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)兩端的電壓為380V，線圈的電阻為2Ω，通過線圈的電流為10A，求：
（1）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作10min消耗的電能為多少J？
（2）線圈中產(chǎn)生的熱量是多少J？
（3）有多少電能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能？
（4）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式W=UIt可求電動(dòng)機(jī)10min內(nèi)消耗的總電能；
（2）已知線圈的電阻和通過的電流以及通電時(shí)間，根據(jù)公式Q=I²Rt可求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量；
（3）10min內(nèi)消耗的總電能減去產(chǎn)生的熱量可得轉(zhuǎn)化的機(jī)械能；
（4）轉(zhuǎn)化的機(jī)械能與消耗總電能的比值就是轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

解答 解：
（1）電動(dòng)機(jī)10min消耗的總電能：
W_電=UIt=220V×10A×600s=1.32×10⁶J，
（2）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（10A）²×2Ω×600s=1.2×10⁵J；
（3）轉(zhuǎn)化的機(jī)械能：
W_機(jī)=W_電-Q=1.32×10⁶J-1.2×10⁵J=1.2×10⁶J；
（4）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{{W}_{機(jī)}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{1.2×1{0}^{6}J}{1.32×1{0}^{6}J}$×100%≈90.9%．
答：（1）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作10min消耗的電能為1.32×10⁶J；
（2）線圈中產(chǎn)生的熱量是1.2×10⁵J；
（3）有1.2×10⁶J電能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能；
（4）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是90.9%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電功率、產(chǎn)生熱量、效率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．