Question

15．有一臺(tái)“220V，100W”的洗衣機(jī)，由于使用不當(dāng)，造成電動(dòng)機(jī)卡死，電動(dòng)機(jī)由于溫度升高而被燒壞，若測定瞬間電流是50A．則這臺(tái)洗衣機(jī)正常工作2min消耗多少電能？電動(dòng)機(jī)被卡死時(shí)，2s產(chǎn)生多少熱量？正常工作時(shí)它的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）這是一個(gè)非純電阻電路的電學(xué)題．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能．
洗衣機(jī)正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt求出2min消耗的電能；
（2）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可求得電動(dòng)機(jī)線圈電阻，再利用Q=I²Rt求出2s產(chǎn)生的熱量．
正常工作時(shí)的額定功率減去線圈發(fā)熱功率為機(jī)械功率，然后利用η=$\frac{{P}_{機(jī)}}{P}$可求得正常工作時(shí)它的效率．

解答 解：（1）洗衣機(jī)正常工作時(shí)的功率P=100W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，2min消耗的電能：
W=Pt=100W×2×60s=12000J；
（2）電動(dòng)機(jī)線圈電阻由I=$\frac{U}{R}$可得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{50A}$=4.4Ω，
所以被卡死時(shí)產(chǎn)生的熱量：Q=I²Rt=（50A）²×4.4Ω×2s=22000J．
正常工作時(shí)的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{100W}{220V}$=0.455A，
線圈發(fā)熱功率：P_熱=I²R=（0.455A）²×4.4Ω=0.91W，
所以機(jī)械功率：P_機(jī)=100W-0.91W=99.1W，
效率η=$\frac{{P}_{機(jī)}}{P}$×100%=$\frac{99.1W}{100W}$×100%=99.1%．
答：這臺(tái)洗衣機(jī)正常工作2min消耗12000J電能；電動(dòng)機(jī)被卡死時(shí)，2s產(chǎn)生22000J熱量；正常工作時(shí)它的效率是99.1%．

點(diǎn)評 本題考查了求消耗的電能、產(chǎn)生的熱量問題，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作情況，應(yīng)用電功公式、電功率公式與焦耳定律即可正確解題．