Question

8．一臺電動機正常工作時兩端的電壓為380V，線圈的電阻為2Ω，通過線圈的電流為10A，求：
（1）這臺電動機正常工作10min消耗的電能為多少J？
（2）線圈中產生的熱量是多少J？
（3）有多少電能轉化為了機械能？
（4）轉化為機械能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知電動機兩端的電壓和通過的電流，根據公式W=UIt可求電動機10min內消耗的總電能；
（2）已知線圈的電阻和通過的電流以及通電時間，根據公式Q=I²Rt可求這臺電動機10min內產生的熱量；
（3）10min內消耗的總電能減去產生的熱量可得轉化的機械能；
（4）轉化的機械能與消耗總電能的比值就是轉化為機械能的效率．

解答 解：
（1）電動機10min消耗的總電能：
W_電=UIt=220V×10A×600s=1.32×10⁶J，
（2）這臺電動機10min內產生的熱量：
Q=I²Rt=（10A）²×2Ω×600s=1.2×10⁵J；
（3）轉化的機械能：
W_機=W_電-Q=1.32×10⁶J-1.2×10⁵J=1.2×10⁶J；
（4）轉化為機械能的效率：
η=$\frac{{W}_{機}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{1.2×1{0}^{6}J}{1.32×1{0}^{6}J}$×100%≈90.9%．
答：（1）這臺電動機正常工作10min消耗的電能為1.32×10⁶J；
（2）線圈中產生的熱量是1.2×10⁵J；
（3）有1.2×10⁶J電能轉化為了機械能；
（4）轉化為機械能的效率是90.9%．

點評 本題考查電功率、產生熱量、效率等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉化成內能．