Question

（2013?佛山一模）如圖為某建筑工地搬運建筑材料的裝置．圖中滑輪D與滑廂相連，滑輪A固定在地面上，鋼絲繩的拉力由電動機(jī)提供．根據(jù)以上信息回答下列的問題：
（1）在此裝置中，滑輪A的作用是

改變用力的方向

，電動機(jī)的工作原理是：

通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動

，電動機(jī)工作時把電能轉(zhuǎn)化為

機(jī)械

能．
（2）已知滑廂的總質(zhì)量為m₁，廂內(nèi)建筑材料的質(zhì)量為m₂，滑廂與地面的接觸面積為S，滑廂的容積為V．當(dāng)電動機(jī)拉動鋼絲繩的長度為L時，所用的時間為t，已知滑輪組的機(jī)械效率為η₁，電動機(jī)的效率為η₂，則電動機(jī)的最小功率應(yīng)為多少？（要求寫出主要的推導(dǎo)過程）

Answer 1

分析：（1）判斷A滑輪的種類，得知作用；
電動機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理工作的，在工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）電動機(jī)在工作時，既要克服自身的摩擦做功，也要克服滑輪組的摩擦及動滑輪、滑箱和鋼繩的重力做功，所以其做的功為總功，與有用功之間的關(guān)系應(yīng)為W_有用=W_總η₁η₂．

解答：解：（1）由圖知，A是定滑輪，可以改變用力的方向；
電動機(jī)的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動；電動機(jī)工作時把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）由圖知，此滑輪組由三段繩子承擔(dān)物重，所以s=3h，s=L，則h=

L

3

．
被提升物體的總重力為：G_物=m₂g
則W_有用=G_物h=m₂g?

L

3

=

1

3

+m₂gL
W_總=Pt，
由題意知：
Ptη₁η₂=

1

3

m₂gL
解得P=

m2gL

3η1η2t

．
故答案為：（1）改變用力的方向；通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動；機(jī)械；（2）電動機(jī)的最小功率為

m2gL

3η1η2t

．

點評：此題考查了電動機(jī)的工作原理及能量的轉(zhuǎn)化，同時考查了對機(jī)械效率的理解．在（2）問中關(guān)鍵是搞清總功和額外功之間的關(guān)系，確定出有用功是解決此題的關(guān)鍵．