为欢迎“有朋自远方来”张家界建成天门山穿山自动扶梯,整个电梯全在悬崖峭壁的山体隧道内运行.梯级运行总长度为10...
问题详情:
为欢迎“有朋自远方来”张家界建成天门山穿山自动扶梯,整个电梯全在悬崖峭壁的山体隧道内运行.梯级运行总长度为1000米,提升高度400米,拥有6000人/小时、客流吞吐量72000人/天的输送能力,下表是一台自动扶梯的一些参数.
(1)扶梯自始至终做匀速运行,扶梯从底端运行到顶端时间是多少?
(2) 一个质量为50kg的游客站在扶梯上,双脚与扶梯的接触面积为400cm2,他对扶梯的压强多大?
(3)为节约电能,自动扶梯只需在白天且有人时才开启.利用红外线自动开关S1(现场有人,S1闭合;现场无人,S1断开)以及可见光自动开关S2(白天,S2闭合;夜间,S2断开)控制电路,可达到目的.请完成图中的电路连接.
(4)自动扶梯在额定电压下以19kW的电功率连续运行40分钟, 将一批游客送上山顶,该自动扶梯消耗多少焦的电能?电动机产生多少热量?电动机的效率是多少?
【回答】
(1)2000s; (2)见解析所示; (3);(4)见解析所示
【详解】
(1)扶梯从底端运行到顶端运行的时间:
;
(2)双脚站在扶梯上,对扶梯的压力等于人的重:
;
对扶梯的压强为:
;
(3)根据题意,开关有人时闭合,白天时闭合,自动扶梯只需在白天且有人时才开启,所以两开关串联,控制电动机;
再根据开关控制火线的要求,首先将开关接在火线上,再将两个开关串联,连接到电动机,电动机另一端连接零线.如图所示:
(4)自动扶梯消耗的电能:
;
根据可得,电路中的电流:
;
根据焦耳定律得,电动机产生的热量:
;
电动机的效率为:
.
【点睛】
考查了速度公式、压强公式、电能、焦耳定律和效率的计算,关键是各种公式的熟练运用,理解电动机做功时,电流做功一部分转化为内能,大部分转化为机械能,所以计算线圈产生的热量只能根据焦耳定律计算.
知识点:焦耳定律
题型:综合题