Question

9．閱讀短文，回答問題
清洗機(jī)是利用高壓水清洗車輛表面污垢的機(jī)器．有一種無錫生產(chǎn)的CC5020型清洗機(jī)的銘牌如下表所示．清洗機(jī)工作時(shí)，利用外加電力所產(chǎn)生的壓強(qiáng)將水從水管中壓出．其對水的壓力可用壓強(qiáng)與水管橫截面積之積得出，而清洗機(jī)對水所做的功就是此力所為，詳情見“信息快遞”．
信息快遞：怎樣計(jì)算清洗機(jī)對水所做的功？設(shè)壓力F作用在水上，使水在F的方向（可以認(rèn)為沿著水管方向）移動距離為L，則F對水做的功為：W=FL，而F=pS，所以W=PSL=PV注：P的單位為Pa，S為水管橫截面積，單位為m²，V為水的體積，單位為m³．
清洗機(jī)的銘牌

型號	CC5020	額定壓強(qiáng)	5×106Pa
電源	220V/50Hz	額定流量	20L/min
額定功率	2.2KW	防護(hù)等級	IP25

（1）你認(rèn)為該清洗機(jī)動力設(shè)備的主要原理與下圖中的B相同．

（2）若清洗一輛汽車平均耗時(shí)10min，則清洗一輛汽車平均用水多少kg？清洗機(jī)對水做的功是多少J？
（3）該清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）清洗機(jī)的動力實(shí)際上是由電動機(jī)提供的，電動機(jī)的工作原理是：通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動，分析各圖示情景，找出符合電動機(jī)工作原理的一項(xiàng)；
（2）根據(jù)流量求出10min所用水的體積，然后由密度公式的變形公式求出水的質(zhì)量；據(jù)題目中所提示的信息：W=FL，而F=pS，可得，W=FL=pSL=pV，故帶上公式計(jì)算即可得出10min清洗機(jī)對水做 的功；
（3）根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，由效率公式可以求出清洗機(jī)的效率．

解答 解：（1）清洗機(jī)的動力原理是：通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動，由圖可知，B是通電導(dǎo)線在磁場中受力實(shí)驗(yàn)，因此，該清洗機(jī)動力設(shè)備的主要原理圖中的B；
（2）10min水的體積：
V=20L/min×10min=200L=0.2m³，
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.2m³=200kg，
清洗機(jī)正常工作10min，清洗機(jī)對水做的功：
W_水=FL=pSL=pV=5×10⁶Pa×0.2m³=1×10⁶J；
（3）此時(shí)消耗的電能：
W=Pt=2200W×10×60s=1.32×10⁶J．
該清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率：
η=$\frac{{W}_{水}}{W}$×100%=$\frac{1×1{0}^{6}J}{1.32×1{0}^{6}J}$×100%≈75.8%．
答：（1）B；
（2）若清洗一輛汽車平均耗時(shí)10min，則清洗一輛汽車平均用水200kg，清洗機(jī)對水做的功是1×10⁶J；
（3）該清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率是75.8%

點(diǎn)評 本題考查了電動機(jī)的原理和密度公式、做功公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，解題過程中要注意單位的換算．