答
(1)由于电动机正常工作,消耗的功率等于额定功率,即P=38kW=3.8×104W,工作时间t=20s,所以电动机消耗的电能为:
W=Pt=3.8×104W×20s=7.6×105J;
(2)电动机正常作时的电流:
I===100A
线圈产生的热量:Q=I2Rt=(100A)2×0.4Ω×20s=8×104J;
(3)电流产生热量消耗的电能W1=Q=8×104J,电能转化为机械能的总量为
W总=W-W1=7.6×105J-8×104J=6.8×105J;
(4)因为η==即 80%=,
解得G=2.72×104N.
答:(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能为7.6×105J.
(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量为8×104J.
(3)在该起重设备中,电能转化为机械能的总量为6.8×105J.
(4)如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的重力为2.72×104N.
答案解析:(1)已知电动机的额定功率和工作的时间,根据公式W=Pt可求消耗的电能.
(2)已知电动机的额定功率和额定电压,根据公式I=可求电动机正常工作时的电流,线圈产生的热量根据公式Q=I2Rt可求.
(3)已知电动机消耗的电能和产生的热量,二者之差就是对电能转化成的机械能;
(4)已知机械效率,可求克服物体重力做的有用功,最后利用公式W=Gh求出物体的重力.
考试点:电功的计算;机械效率;焦耳定律.
知识点:本题考查消耗电能、产生热量、物体的重力等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是求物体的重力,这也是本题的重点,解题过程中还要注意单位的换算.