题目内容
16．
在玻璃生产车间，常用位于天车上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组和真空吸盘提升玻璃，天车可在导轨上左右移动，如图所示．滑轮组和吸盘的总重为100N，吸盘覆盖玻璃的面积S=0.25m2，卷扬机的额定电压为380V．当卷扬机正常工作，通过滑轮组提升质量为90kg的玻璃并使玻璃以1m/s的速度匀速上升时，卷扬机对滑轮组绳端的拉力为400N，若整个装置提升玻璃板的效率为η=60%，g取10N/kg．求：（1）如天车向右移动，导轨对支架A的压强变小（填“变大”“变小”或“不变”）．吸盘内气压的比外界的大气压至少小3600Pa；
（2）求卷扬机工作时的电流；
（3）求卷扬机的机械效率．
分析 （1）根据杠杆的平衡条件分析导轨对A的压力变化情况，从分析对A的压强变化情况；
由于大气压的作用吸盘能吸起玻璃，由G=F=△pS=（p0-p内）S计算；
（2）由机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Pt}$=$\frac{Gvt}{Pt}$=$\frac{Gv}{P}$计算卷扬机功率，再由P=UI计算其电流；
（3）由图知，通过动滑轮绳子的段数n，卷扬机对滑轮组做功是有用功，消耗电能是总功，由效率公式计算卷扬机的机械效率．
解答 解：
（1）由题知，将导轨看成一个杠杆，支点为B，天车对导轨的压力为动力，A对导轨的支持力为阻力；当天车向右移动时，动力不变，动力臂减小，阻力臂BA不变，根据杠杆的平衡条件可知，A对导轨的支持力减小；根据力的作用的相互性，导轨对A的压力减小，由p=$\frac{F}{S}$可知，导轨对支架A的压强变小；
由题知，吸盘内气压小于外界大气压，在大气压的作用下玻璃被压在吸盘上，
根据力的平衡条件有：G=F=（p0-p内）S，
p0-p内=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{90kg×10N/kg}{0.25{m}^{2}}$=3600Pa；
（2）整个装置提升玻璃板时，克服玻璃的重做的功为有用功，卷扬机消耗的电能为总功，
设卷扬机的电功率为P，整个装置提升玻璃板的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Pt}$=$\frac{Gvt}{Pt}$=$\frac{Gv}{P}$，
所以卷扬机的电功率：P=$\frac{Gv}{η}$=$\frac{90kg×10N/kg×1m/s}{0.6}$=1500W，
由P=UI可得，卷扬机工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1500W}{380V}$≈3.9A；
（3）由图知，通过动滑轮绳子的段数n=3，
由题知，卷扬机对滑轮组做的功是有用功，消耗的电能是总功，卷扬机的机械效率：
η′=$\frac{{W}_{有}′}{{W}_{总}′}$=$\frac{Fs}{Pt}$=$\frac{F×3vt}{Pt}$=$\frac{400N×3×1m/s}{1500W}$=80%．
答：（1）变小；3600；（2）卷扬机工作时的电流为3.9A；（3）卷扬机的机械效率80%．
点评 本题考查了杠杆平衡条件的应用、压强公式的应用、机械效率公式、功率公式的应用等，考查知识点多，综合性强，有一定难度．
全能测控期末小状元系列答案
| A． | 平衡车匀速行驶时，相对于平衡车，车上的人是运动的 | |
| B． | 平衡车受到的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力 | |
| C． | 平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦 | |
| D． | 关闭电机，平衡车仍继续前进是因为平衡车具有惯性 |
如图所示，请画出茶壶受到的重力G的示意图，若人在倒茶水时，以O为支点，请画出作用在A点上的最小动力F．| A． | 动能不变，势能减少 | B． | 动能不变，势能增加 | ||
| C． | 动能增加，势能不变 | D． | 动能减少，势能不变 |
某饮水机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过开关S可以选择出温水或开水．开水加热电功率是2200W，出温水时电路中电流是5A．电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）．求：