Question

15．如今大城市普遍存在著停車難的問題，圖甲是集存車、綠化、景觀、防盜、戶外廣告等多功能為一體的“路邊空中綠化存車亭”；存車時只需40秒就可以把車子“鎖上天”．圖乙為“路邊空中綠化存車亭”的工作原理圖，其中A為存車架，O為桿OB的轉(zhuǎn)動軸，桿的B端固定懸掛泊車裝置，BC為牽引OB桿轉(zhuǎn)動的鋼絲繩，M為牽引鋼絲繩的電動機．存車時，汽車開到存架上，電動機通過鋼絲繩BC將桿OB拉到一定高度固定；取車時，將OB桿放下使存車架落回地面．
請根據(jù)以上信息回答下列問題：（忽略OB的重力和機械各部分的摩擦力）
（1）圖乙中使用了定滑輪，它的作用是改變力的方向；
（2）這臺電動機正常工作時兩端的電壓為220V，通過線圈的電流為10A，若此線圈的電阻為3Ω，那么它的1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為多少J？這臺電動機有多少電能轉(zhuǎn)化為機械能？

Answer 1

分析 （1）使用定滑輪不省力也不費力，但可以改變力的方向；
（2）已知線圈的電阻和通過的電流以及通電時間，根據(jù)公式Q=I²Rt可求這臺電動機1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．
已知電動機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式W=UIt可求電動機1min內(nèi)消耗的總電能；已知線圈在1min內(nèi)消耗的電能，1min內(nèi)消耗的總電能減去線圈消耗的電能就是電動機利用的電能即機械能．

解答 解：（1）圖乙中使用了定滑輪，定滑輪的特點是不省力，但可以改變力的方向；
（2）這臺電動機1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（10A）²×3Ω×60s=1.8×10⁴J；
電動機消耗的總電能：
W_總=UIt=220V×10A×60s=132000J，
電動機的機械能：W=W_總-Q=132000J-18000J=114000J，
故答案為：（1）改變力的方向；
（2）它的1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為1.8×10⁴J；這臺電動機有114000J的電能轉(zhuǎn)化為機械能．

點評 本題考查了定滑輪的特點、電動機中產(chǎn)生熱量、機械能的計算，關鍵是公式的靈活運用，難點是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．