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有一台直流电动机在220V的电压下工作时,电流为35A,用它来匀速提升质量为1400kg的货物,在2s内提升了1m.设电动机输出的能量全部用来提升货物.问:(1)2s内电动机对货物做了多-物理

[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

有一台直流电动机在220V的电压下工作时,电流为35A,用它来匀速提升质量为1400kg的货物,在2s内提升了1m.设电动机输出的能量全部用来提升货物.问:
(1)2s内电动机对货物做了多少功?(g取10N/kg)
(2)这期间电动机的效率是多少?
(3)电动机消耗的电能转化成了哪些形式的能量?
题型:问答题  难度:中档

答案

(1)已知:G=F=mg=1400kg×10N/kg=14000N,h=s=1m,
那么电动机对货物做的功为W=Gh=Fs=14000N×1m=14000J.
答:电动机对货物做的功为14000J.
(2)已知:U=220V,I=35A,t=2s,
那么电动机做的总功为W=UIt=220V×35A×2s=15400J,
那么电动机的机械效率为η=
W有用
W总
=
14000J
15400J
=90.91%,
答:电动机的效率是90.91%.
(3)根据题意可知电能转化为机械能、内能.

据专家权威分析,试题“有一台直流电动机在220V的电压下工作时,电流为35A,用它来匀速提..”主要考查你对  功的计算,机械效率的计算,能量转移和能量转化  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

功的计算机械效率的计算能量转移和能量转化

考点名称:功的计算

  • 功的计算公式:
    功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离),W=FS。

    单位:
    国际单位制中,力的单位是N,距离的单位是m,功的单位是N·m,它有一个专用名称叫做焦耳,简称焦,用符号J表示,1J=1N·m。

  • 在利用该公式进行计算时的注意点:
    (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

    (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

    (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

考点名称:机械效率的计算

  • 机械效率的定义:
    有用功跟总功的比值叫做机械效率;

    计算公式:
    η=

  • 机械效率的意义:
    (1)机械效率的功率是标志机械做功性能好坏的物理量,机械效率越高,这个机械的性能越好。

    (2)机械效率的高度并不决定使用机械是省力还是费力,效率高只说明有用功在总功所占的比例;省力还是费力是指做一定的有用功时,所用动力的大小。机械效率高不一定省力。

  • 功,功率和机械效率的比较:
    物理量 物理意义 定义 符号 公式 单位 说明
    做功即能量的转化 有力作用在物体上,并且物体在力的方向上移动了一段距离,就说力对物体做了功 W W=Fs J l. 功率大小由功和时间共同决定,单独强调某一方面是错误的 2.功率和机械效率是两个不同的物理量,它们之问没有直接关系
    功率 做功快慢 单位时间内完成的功 P W(国际单位)
    kW,MW(常用单位)
    机械效率 反映机械性能的物理量 有用功占总功的总值 η

  • 汽车的机械效率和功率:
        机械效率与功率是两个完全不同的概念。
        这两个物理量是从不同方面反映机械性能的,它们之间没有必然的联系。
        功率大表示机械做功快;机械效率高表示机械对总功的利用率高。功率大的机械不一定机械效率高。内燃机车功率可以达到几千千瓦,但效率只有30%r~ 40%,反之,机械效率高的机械功率不一定大。安装在儿童玩具汽车里的电动机效率可达80%,但功率却只有凡瓦特。

考点名称:能量转移和能量转化

  • 能量的形式:
       在自然界和生活中,能量以多种形式存在,主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。
    1.机械能:分动能和势能两类,机械能是物体所具有的动能和势能的和。

    2.内能:物体内所有分子的动能和势能的和叫内能,与物体的温度、质量等因素有系。

    3.电磁能:指的是储存在特定物体或空间中的能量,比如说,两个带电体相互靠近时会相互影响,同级相斥异极相吸;通电导体在磁场中会受到力的作用;两块磁铁相互靠近,也会相互影响,这些都是电磁能

    4.化学能:是指南于化学反应,物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热,以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。

    5.核能:是指由于核反应,物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量,以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。

  • 能量转化和转移的方向性
         能量的转化和能量的转移,都是有方向性的,如温度不同的两个物体接触后,一部分内能从高温物体转移到低温物体上,并不能自发地由低温物体转移到高温物体上;燃料燃烧,化学能转化为内能,但此时得到的内能并不能自发地转化为具有化学能的燃料;电流通过灯泡发光,电能转化为内能和光能,但是这些内能和光能并不能自发地重新转化为电能;汽车制动时,由于摩擦,机械能转化为内能,但这些内能并不能自动地用来再次开动汽车。

  • 能量的转化和转移
    解释 实例
    能量的转移 能量由一种形式转变为另一种形式 电灯发光:电能转化为光能和内能;摩擦生热:机械能转化为内能
    能量的转化 能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体 碰撞时:动能从一个物体转移到另一物体;围着火炉烤火:内能从火炉转移到人体

  • 能量转化和转移的判断方法
       物体间发生能量转移时,能量的形式不变;而发生能量的转化时,能的形式要发生改变,在确定能量转化的方向时,可从消耗什么能,得到什么能进行比较来确定.

    例:下面关于能量转化或转移的说法中,错误的是(  )
    A.摩擦起电是将电能转化为机械能的过程
    B.冬天将手放在炉旁烤火感到暖和,是内能从一个物体转移到另一个物体的过程
    C.木柴燃烧是将化学能转化为内能的过程
    D.打桩机的重锤下落的过程,是将重力势能转化为动能的过程

    解析:摩擦起电是消耗了机械能,最终获得电能,冈而是机械能转化为电能;木柴燃烧是消耗了储存在木柴中的化学能获得内能的过程,因而是化学能转化为内能;烤火是将木炭等燃料燃烧后获得的内能转移给手,是内能的转移;打桩机的重锤下落时,高度减小,重力势能减小转化为重锤的动能。故A选项错误。

    答案:A

  • 补充常见的能量转化形式有:
    ①电灯发光时,电能转化为光能和内能;
    ②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内;
    ③人对机械做功,将人体的化学能转化为机械能;
    ④摩擦生热,机械能转化为内能;
    ⑤水电站里水轮机带动发电机发电,机械能转化为电能;
    ⑥电动机带动水泵把水送到高处,电能转化为机械能;
    ⑦燃料燃烧时发热,化学能转化为内能。



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