Question

6．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2Ω，那么它在一分钟内产生的热量为1.2×10⁴J，这台电动机电能转化为机械能的效率为90.9%．

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）根据焦耳定律公式Q=I²Rt求出在一分钟内产生的热量，根据公式P=UI可求电动机的总电功率；再根据公式P=I²R计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率，输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率．

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）²×2Ω×60s=1.2×10⁴J；
电动机的电功率：P_总=UI=220V×10A=2200W，
线圈消耗的功率：P_圈=I²R=（10A）²×2Ω=200W，
输出功率：P_出=P_总-P_圈=2200W-200W=2000W，
这台电动机的效率：η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{总}}$=$\frac{2000W}{2200W}$≈90.9%．
故答案为：（1）改变力的方向；（2）1.2×10⁴；90.9．

点评 本题考查定滑轮的作用、焦耳定律的计算及其应用，是一道理论联系实际的好题目．