Question

當(dāng)前城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程中，在一些場(chǎng)館和樓房建設(shè)工地上，常見(jiàn)一種“塔吊”的起重設(shè)備，其主要組成為電動(dòng)機(jī)和機(jī)械兩部分，如圖所示。假設(shè)某“塔吊”配置的電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有：額定電壓380V，額定功率38kW，線圈電阻0.5Ω。在一次起吊中，該“塔吊”電動(dòng)機(jī)正常工作25s，把質(zhì)量為3t的重物吊起22m(g取10N/kg)。求：

（1）電動(dòng)機(jī)吊起重物的過(guò)程中消耗的電能。

�。�2）電動(dòng)機(jī)正常工作過(guò)程中線圈產(chǎn)生的熱量。

　（3）該次起吊過(guò)程中“塔吊”機(jī)械部分的機(jī)械效率。

Answer 1

（1）由于電動(dòng)機(jī)正常工作，消耗的功率等于額定功率，即P=38kW=3.8×10⁴W，工作時(shí)間t=25s，所以電動(dòng)機(jī)消耗的電能為：

W=Pt＝3.8×10⁴W×25s＝9.5×10⁵J 　                                   

（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流：I=          

　線圈產(chǎn)生的熱量：Q=I²Rt=(100A)²×0.5Ω×25s =1.25×10⁵J                　

（3）線圈電流產(chǎn)生熱量即該“塔吊”本身消耗的電能為W₁=Q=1.25×10⁵J，所以“塔吊”電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的總量，即機(jī)械部分所做的總功為：

    W_總=W-W₁ =9.5×10⁵J-1.25×10⁵J=8.25×10⁵J　　                        

　又因?yàn)?i>η=所以該次起吊過(guò)程中“塔吊”機(jī)械部分的機(jī)械效率：

  =80%