问题 问答题

小明学过机械效率知识后,想对竖直上下的电梯效率进行研究.他和探究小组成员来到某办公大楼,了解到每层大楼高3m,电梯有关参数如表所示.他又查阅资料得知:电梯所载质量最大时消耗的电功率就是电梯的额定功率.

电动机额定功率(kW)20
限载质量(kg)600
额定电压(V)380
(1)为了测定电梯在额定功率下的效率,电梯所载人或物体的质量应满足什么要求?

(2) 电梯在额定功率下匀速上升,小明测得从三楼到九楼所用的时间为9s,由此求得电梯的效率为多少?(g=10N/kg)

答案

(1)由题知,电梯所载质量最大时消耗的电功率就是电梯的额定功率,根据电梯有关参数知道电梯的限载质量为600kg,所以电梯所载人或物体的质量应为600kg;

(2)由题知,P=P=20kW=20000W,

电梯从三楼提升到九楼,消耗的电能:

W=Pt=20000W×9s=1.8×105J,

此时电梯所载人或物体的质量:

m=600kg,

电梯所载人或物体受到的重力:

G=mg=600kg×10N/kg=6000N,

电梯从三楼到九楼上升的高度:

h=3m×6=18m,

电梯从三楼提升到九楼做的有用功(有用能量)

W有用=Gh=6000N×18m=1.08×105J,

电梯的效率:

η=

W有用
W
=
1.08×105J
1.8×105J
=60%.

答:(1)电梯所载人或物体的质量为600kg;

(2)电梯的效率为60%.

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