Question

（2012·四川理綜）四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出，若按現(xiàn)有供水能力測(cè)算，我省供水缺口極大，蓄引提水是目前解決供水問(wèn)題的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，進(jìn)入蓄水池，用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)效率為80%的皮帶，帶動(dòng)效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380V，此時(shí)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為19kW，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω。已知水的密度為1×10³kg/m³，重力加速度取10m/s。求

（1）電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率；

（2）將蓄水池蓄入864 m³的水需要的時(shí)間（不計(jì)進(jìn)、出水口的水流速度）。

【解析】：（1）設(shè)電動(dòng)機(jī)的電功率為P，則P=UI

設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r消耗的熱功率為P_r，則P_r=I²r；

代入數(shù)據(jù)解得：P_r=1×10³W。

（2）設(shè)蓄水池蓄水總質(zhì)量為M，所用抽水時(shí)間為t，已知抽水高度為h，容積為V，水的密度為ρ，則M=ρV

設(shè)質(zhì)量為M的河水增加的重力勢(shì)能為△E_p，則△E_p =Mgh。

設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P₀，則P₀=P- P_r。

根據(jù)能量守恒定律，得P₀t×60%×80%=△E_p。

代入數(shù)據(jù)解得：將蓄水池蓄入864 m³的水需要的時(shí)間t=2×10⁴s。

【考點(diǎn)定位】此題考查能量守恒定律及其相關(guān)知識(shí)。

Answer 1

（2012年4月浙江紹興模擬）如圖是一個(gè)貨物運(yùn)輸裝置示意圖，BC是平臺(tái)，AB是長(zhǎng)L=12m的傳送帶，BA兩端的高度差h=2．4m。傳送帶在電動(dòng)機(jī)M的帶動(dòng)下順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，安全運(yùn)行的最大速度為v_m=6m/s。假設(shè)斷電后，電動(dòng)機(jī)和傳送帶都立即停止運(yùn)動(dòng)�，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量為20kg的貨物，輕輕放上傳送帶上的A點(diǎn)，然后被傳送帶運(yùn)輸?shù)狡脚_(tái)BC上，貨物與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4。由于傳送帶較為平坦，可把貨物對(duì)傳送帶的總壓力的大小近似等于貨物的重力；由于輪軸等方面的摩擦，電動(dòng)機(jī)（轉(zhuǎn)化為機(jī)械功）的效率為80%。取g=10m/s2。求：

       （1）要使該貨物能到達(dá)BC平臺(tái)，電動(dòng)機(jī)需工作的最短時(shí)間。

       （2）要把貨物盡快地運(yùn)送到BC平臺(tái)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率至少多大？

       （3）如果電動(dòng)機(jī)接在輸出電壓為120V的恒壓電源上，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=6Ω，在把貨物最快地運(yùn)送到BC平臺(tái)的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)消耗的電能共有多少？