為歡迎“有朋自遠方來”張家界建成天門山穿山自動扶梯,整個電梯全在懸崖峭壁的山體隧道內運行.梯級運行總長度為10...
問題詳情:
為歡迎“有朋自遠方來”張家界建成天門山穿山自動扶梯,整個電梯全在懸崖峭壁的山體隧道內運行.梯級運行總長度為1000米,提升高度400米,擁有6000人/小時、客流吞吐量72000人/天的輸送能力,下表是一台自動扶梯的一些參數.
(1)扶梯自始至終做勻速運行,扶梯從底端運行到頂端時間是多少?
(2) 一個質量為50kg的遊客站在扶梯上,雙腳與扶梯的接觸面積為400cm2,他對扶梯的壓強多大?
(3)為節約電能,自動扶梯只需在白天且有人時才開啟.利用紅外線自動開關S1(現場有人,S1閉合;現場無人,S1斷開)以及可見光自動開關S2(白天,S2閉合;夜間,S2斷開)控制電路,可達到目的.請完成圖中的電路連接.
(4)自動扶梯在額定電壓下以19kW的電功率連續運行40分鐘, 將一批遊客送上山頂,該自動扶梯消耗多少焦的電能?電動機產生多少熱量?電動機的效率是多少?
【回答】
(1)2000s; (2)見解析所示; (3);(4)見解析所示
【詳解】
(1)扶梯從底端運行到頂端運行的時間:
;
(2)雙腳站在扶梯上,對扶梯的壓力等於人的重:
;
對扶梯的壓強為:
;
(3)根據題意,開關有人時閉合,白天時閉合,自動扶梯只需在白天且有人時才開啟,所以兩開關串聯,控制電動機;
再根據開關控制火線的要求,首先將開關接在火線上,再將兩個開關串聯,連接到電動機,電動機另一端連接零線.如圖所示:
(4)自動扶梯消耗的電能:
;
根據可得,電路中的電流:
;
根據焦耳定律得,電動機產生的熱量:
;
電動機的效率為:
.
【點睛】
考查了速度公式、壓強公式、電能、焦耳定律和效率的計算,關鍵是各種公式的熟練運用,理解電動機做功時,電流做功一部分轉化為內能,大部分轉化為機械能,所以計算線圈產生的熱量只能根據焦耳定律計算.
知識點:焦耳定律
題型:綜合題
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