题目内容
13．
宁波市的轻轨建设正如火如荼的进行，在建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如荼所示是“塔吊”的示意图，假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.4欧，在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20m，求：（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能是7.6×105J．
（2）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为是2.72t．（g=10N/kg）
分析 （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）根据公式P=UI可求电动机正常工作时的电流，根据公式Q=I2Rt，线圈产生的热量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，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，进一步得出物体的质量．
解答 解：
（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）由P=UI可得，电动机正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3.8×1{0}^{4}W}{380V}$=100A，
线圈产生的热量：Q=I2Rt=（100A）2×0.4Ω×20s=8×104J，
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，
因为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{{W}_{总}}$，
即：80%=$\frac{G×20m}{6.8×1{0}^{5}J}$，
解得：G=2.72×104N，
所以，重物的质量为：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.72×1{0}^{4}N}{10N/kg}$=2.72×103kg=2.72t．
故答案为：（1）7.6×105；（2）2.72．
点评 本题考查消耗电能、产生热量、物体的质量等的计算，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．
练习册系列答案
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1．
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用一个稳定的热源对一个固体物质进行均匀加热，相同时间里提供给固体的热量相等，得到温度与时间的关系，如图所示．则（ ）| A． | 该物质的固态比热容大于液态比热容 | |
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