Question

如圖是某工廠貨物傳送裝置的示意圖．其中，電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“220V，2.2KW”的字樣，電動機(jī)線圈的電阻值為2Ω；傳送帶AB的長度為10m，兩貨物平臺的高度差為2m．某次，電動機(jī)正常工作5s將質(zhì)量為330Kg的貨物從低端平臺A端勻速傳送到高端平臺的B端．求：本次傳送貨物過程中（取g=10N/kg）：
（1）傳送帶的傳送速度．
（2）貨物克服重力所做的功．
（3）電動機(jī)消耗的電能及電流通過電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量．
（4）傳送裝置的機(jī)械效率．

Answer 1

分析：（1）已知傳送帶運行的時間和長度，利用v=

s

t

計算需要的速度；
（2）已知貨物的質(zhì)量可以得到重力，已知重力和上升高度，利用W=Gh計算克服重力做的功；
（3）根據(jù)W=UIt計算消耗的總電能．根據(jù)Q=I²Rt電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量．
（4）貨物克服重力所做的功為有用功，電動機(jī)在5s內(nèi)消耗的電能為總功，機(jī)械效率等于有用功與總功的比值．

解答：解：
（1）電動機(jī)工作的速度為v=

s

t

=

10m

5s

=2m/s，
（2）克服重力做的功為W_重=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6600J
（3）設(shè)此時電動機(jī)的工作電流為I，
則I=

P

U

=

2.2×103W

220V

=10A，
電動機(jī)消耗的電能為W_總=UIt=220V×20A×2s=8800J
電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量Q=I²Rt=（10A）²×2Ω×5s=1000J．
（4）η=

W有用

W總

×100%=

6600J

8800J

×100%=75%．
答：（1）傳送帶的傳送速度為2m/s．
（2）貨物克服重力所做的功為6600J
（3）電動機(jī)消耗的電能為8800J；電流通過電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為1000J．
（4）傳送裝置的機(jī)械效率為75%．

點評：電動機(jī)帶動傳送帶升高物體的過程中，有兩次能量轉(zhuǎn)化：首先電能轉(zhuǎn)化為電動機(jī)的機(jī)械能和線圈的內(nèi)能；其次電動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成物體的重力勢能和機(jī)械間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以效率是不斷降低的．