Question

小明學(xué)過(guò)機(jī)械效率知識(shí)后，想對(duì)豎直上下的電梯效率進(jìn)行研究．他和探究小組成員來(lái)到某辦公大樓，了解到每層大樓高3m，電梯有關(guān)參數(shù)如表所示．他又查閱資料得知：電梯所載質(zhì)量最大時(shí)消耗的電功率就是電梯的額定功率．

電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）	20
限載質(zhì)量（kg）	600
額定電壓（V）	380

（1）為了測(cè)定電梯在額定功率下的效率，電梯所載人或物體的質(zhì)量應(yīng)滿足什么要求？
（2） 電梯在額定功率下勻速上升，小明測(cè)得從三樓到九樓所用的時(shí)間為9s，由此求得電梯的效率為多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題目提供條件和電梯有關(guān)參數(shù)確定；
（2）知道電梯的實(shí)際功率等于額定功率，知道做功時(shí)間，利用P=

W

t

求消耗的電能（總能量）；將600kg的人或物體從三樓提升到九樓做的功為有用功（有用能量），再利用效率公式求電梯的效率．

解答：解：（1）由題知，電梯所載質(zhì)量最大時(shí)消耗的電功率就是電梯的額定功率，根據(jù)電梯有關(guān)參數(shù)知道電梯的限載質(zhì)量為600kg，所以電梯所載人或物體的質(zhì)量應(yīng)為600kg；
（2）由題知，P=P_額=20kW=20000W，
電梯從三樓提升到九樓，消耗的電能：
W_電=Pt=20000W×9s=1.8×10⁵J，
此時(shí)電梯所載人或物體的質(zhì)量：
m=600kg，
電梯所載人或物體受到的重力：
G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
電梯從三樓到九樓上升的高度：
h=3m×6=18m，
電梯從三樓提升到九樓做的有用功（有用能量）
W_有用=Gh=6000N×18m=1.08×10⁵J，
電梯的效率：
η=

W有用

W電

=

1.08×105J

1.8×105J

=60%．
答：（1）電梯所載人或物體的質(zhì)量為600kg；
（2）電梯的效率為60%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了消耗電能的計(jì)算、功的計(jì)算、效率的計(jì)算，理解效率概念（有用能量和消耗總能量的比值）是本題的關(guān)鍵．