Question

7．閱讀短文，回答問題
清洗機是利用高壓水清洗車輛表面污垢的機器．有一種無錫生產(chǎn)的CC5020型清洗機的銘牌如表所示．清洗機工作時，利用外加電力所產(chǎn)生的壓強將水從水管中壓出．其對水的壓力可用壓強與水管橫截面積之積得出，而清洗機對水所做的功就是此力所為，詳情見“信息快遞”．

清洗機的名牌
型號	CC5020	額定壓強	5×106Pa
電源	220V/50Hz	額定流量	20L/min
額定功率	2.2kW	防護等級	IP25

信息快遞：怎樣計算清洗機對水所做的功？設壓力F作用在水上，使用水大F的方向（可以認為是沿著水管方向）上移動距離為L，則F對水做的功為：W=FL，而F=pS，所以W=FL=pSL=…注：p的單位為Pa，S為水管橫截面積，單位為m²
（1）你認為該清洗機動力設備的主要原理是圖中的D

（2）若清洗一輛汽車平均耗時10min，則清洗一輛汽車平均用水多少kg？需要消耗電能多少J．
（3）清洗機正常工作10min，清洗機對水做的功是多少焦耳？
（4）該清洗機正常工作時的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）清洗機的動力實際上是由電動機提供的，電動機的工作原理是：通電導線在磁場中受到力的作用，分析各圖示情景，找出符合電動機工作原理的一項．
（2）根據(jù)流量求出10min所用水的體積，然后由密度公式的變形公式求出水的質(zhì)量；根據(jù)清洗機的功率，由公式W=Pt求出消耗的電能．
（3）根據(jù)題意知功W=FL=pSL，代入數(shù)據(jù)可求出清洗機對水做的功．
（4）已知清洗機消耗的電能與清洗機對水做的功，由效率公式可以求出清洗機的效率．

解答 解：
（1）清洗機的動力原理是：通電導線在磁場中受到力的作用，由圖可知，D是通電導線在磁場中受力實驗，因此，該清洗機動力設備的主要原理圖中的D；
（2）10min水的體積V=20L/min×10min=200L=0.2m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量m=ρV=1×10³kg/m³×0.2m³=200kg；
消耗的電能W=Pt=2.2×10³W×10×60s=1.32×10⁶J；
（3）清洗機正常工作10min，清洗機對水做的功
W_水=Fs=pSL=pV=5×10⁶pa×0.2m³=1×10⁶J，
（4）洗機正常工作時的效率
η=$\frac{{W}_{水}}{W}$×100%=$\frac{1×1{0}^{6}J}{1.32×1{0}^{6}J}$×100%≈75.8%．
故答案為：
（1）D；
（2）若清洗一輛汽車平均耗時10min，則清洗一輛汽車平均用水200kg，需要消耗電能1.32×10⁶J；
（3）清洗機正常工作10min，清洗機對水做的功是1×10⁶J；
（4）該清洗機正常工作時的效率是75.8%．

點評 本題難度不大，是一道綜合計算題，認真審題，充分理解題意是正確解題的前提與基礎，解題是要注意單位換算