Question

15．有一台“220V，100W”的洗衣机，由于使用不当，造成电动机卡死，电动机由于温度升高而被烧坏，若测定瞬间电流是50A．则这台洗衣机正常工作2min消耗多少电能？电动机被卡死时，2s产生多少热量？正常工作时它的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）这是一个非纯电阻电路的电学题．电动机正常工作时将电能转化为机械能和内能．
洗衣机正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出2min消耗的电能；
（2）根据I=$\frac{U}{R}$可求得电动机线圈电阻，再利用Q=I²Rt求出2s产生的热量．
正常工作时的额定功率减去线圈发热功率为机械功率，然后利用η=$\frac{{P}_{机}}{P}$可求得正常工作时它的效率．

解答 解：（1）洗衣机正常工作时的功率P=100W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，2min消耗的电能：
W=Pt=100W×2×60s=12000J；
（2）电动机线圈电阻由I=$\frac{U}{R}$可得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{50A}$=4.4Ω，
所以被卡死时产生的热量：Q=I²Rt=（50A）²×4.4Ω×2s=22000J．
正常工作时的电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{100W}{220V}$=0.455A，
线圈发热功率：P_热=I²R=（0.455A）²×4.4Ω=0.91W，
所以机械功率：P_机=100W-0.91W=99.1W，
效率η=$\frac{{P}_{机}}{P}$×100%=$\frac{99.1W}{100W}$×100%=99.1%．
答：这台洗衣机正常工作2min消耗12000J电能；电动机被卡死时，2s产生22000J热量；正常工作时它的效率是99.1%．

点评 本题考查了求消耗的电能、产生的热量问题，根据电动机的工作情况，应用电功公式、电功率公式与焦耳定律即可正确解题．