Question

如圖，是農(nóng)村建房用的塔吊，用此塔吊可將磚等重物方便地運送到樓上．如果用質(zhì)量為30kg的獨輪車裝磚塊，一次可將270kg的磚塊30s勻速運到三樓，每層樓高3m，它使用的是“380V，3kW”的電動機．設一切摩擦不計，吊鉤質(zhì)量不計．回答下列問題：
（1）圖中A、B分別是

 

、

 

．（選填“定滑輪”或“動滑輪”）
（2）電動機的工作原理是

 

，它工作時能的轉(zhuǎn)化是

 

．
（3）電動機外輪上裝有電磁閘，電磁閘上的電磁鐵在電動機通電轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生磁性，使電磁閘閘鼓放開；電動機不通電不轉(zhuǎn)動時，電磁鐵不通電失去磁性，閘鼓在強彈簧作用下張緊，閘鼓抱緊電動機外輪，使電動機立即停止轉(zhuǎn)動，其作用是

 

．
（4）試求塔吊一次做的有用功、總功、有用功率及整個塔吊的機械效率，并說明機械效率較低的原因（只說出一點即可）．

Answer 1

分析：解決此題要知道輪軸固定不動的滑輪是定滑輪，電動機的工作原理是通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，電動機的工作原理是將電能轉(zhuǎn)化為機械能；利用公式W=Gh求解有用功，利用公式η=

W有

W總

×100%求解塔吊的機械效率．

解答：解：（1）圖中兩個滑輪的輪軸都是固定不動的，所以它們都是定滑輪；
（2）電動機的工作原理是通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，其作用是將電能轉(zhuǎn)化為機械能；
（3）電磁閘的作用是：電動機通電即轉(zhuǎn)動，斷電即停止，防止吊起重物下落，增加安全性；
（4）W_有用=Gh=270kg×10N/kg×6m=1.62×10⁴J；
P_有用=

W有用

t

=

1.62×104J

30s

=540W；
W_總=P_電t=3×10³W×30s=9×10⁴J；
η=

W有

W總

×100%=

1.62×104J

9×104J

=18%；
機械效率較低的原因是：有用功太少，額外功太多；
故答案為：（1）定滑輪，定滑輪；
（2）通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，將電能轉(zhuǎn)化為機械能；
（3）電動機通電即轉(zhuǎn)動，斷電即停止，防止吊起重物下落，增加安全性；
（4）W_有用=1.62×10⁴J；P_有用=540W；W_總=9×10⁴J；η=18%；
機械效率較低的原因是：有用功太少，額外功太多．

點評：解決此類綜合性的題目，要結(jié)合相關的物理知識進行分析解答．