Question

15．如今大城市普遍存在着停车难的问题，图甲是集存车、绿化、景观、防盗、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”；存车时只需40秒就可以把车子“锁上天”．图乙为“路边空中绿化存车亭”的工作原理图，其中A为存车架，O为杆OB的转动轴，杆的B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，M为牵引钢丝绳的电动机．存车时，汽车开到存架上，电动机通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定；取车时，将OB杆放下使存车架落回地面．
请根据以上信息回答下列问题：（忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力）
（1）图乙中使用了定滑轮，它的作用是改变力的方向；
（2）这台电动机正常工作时两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为3Ω，那么它的1min内产生的热量为多少J？这台电动机有多少电能转化为机械能？

Answer 1

分析 （1）使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向；
（2）已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据公式Q=I²Rt可求这台电动机1min内产生的热量．
已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式W=UIt可求电动机1min内消耗的总电能；已知线圈在1min内消耗的电能，1min内消耗的总电能减去线圈消耗的电能就是电动机利用的电能即机械能．

解答 解：（1）图乙中使用了定滑轮，定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向；
（2）这台电动机1min内产生的热量：
Q=I²Rt=（10A）²×3Ω×60s=1.8×10⁴J；
电动机消耗的总电能：
W_总=UIt=220V×10A×60s=132000J，
电动机的机械能：W=W_总-Q=132000J-18000J=114000J，
故答案为：（1）改变力的方向；
（2）它的1min内产生的热量为1.8×10⁴J；这台电动机有114000J的电能转化为机械能．

点评 本题考查了定滑轮的特点、电动机中产生热量、机械能的计算，关键是公式的灵活运用，难点是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能．