Question

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CC5020型清洗機(jī)的銘牌如下表所示．請(qǐng)回答：

型號(hào)	CC5020	額定壓力	5MPa
電源	220V～/50Hz	額定流量	20L/min
額定功率	2.2kW	防護(hù)等級(jí)	IP25

（1）從物理學(xué)的角度看，銘牌中有一個(gè)物理量名稱與單位不一致，請(qǐng)你指出并說(shuō)明如何更正．
（2）清洗機(jī)正常工作時(shí)，通過(guò)清洗機(jī)的電流是______A．若清洗一輛汽車平均耗時(shí)10min，則清洗一輛汽車平均用水______m³；平均耗電______kW?h．
（3）清洗機(jī)正常工作10min，清洗機(jī)對(duì)水做多少功？
（4）該清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)所學(xué)各物理量的單位，分析銘牌所標(biāo)各物理量與所對(duì)應(yīng)的單位是否相符，對(duì)不相符的加以更正．
（2）由銘牌找出清洗機(jī)的額定功率、額定電壓，由功率公式的變形公式I=求出清洗機(jī)的電流；
由銘牌找出清洗機(jī)的流量，根據(jù)清洗機(jī)流量可求出10敏內(nèi)的用水量；
根據(jù)清洗機(jī)的功率、工作時(shí)間，由W=Pt可求出清洗機(jī)消耗的電能．
（3）清洗機(jī)對(duì)水所做的功：W=FL，而F=PS，可得，W=FL=PSL=PV，代入數(shù)據(jù)可求出10min清洗機(jī)對(duì)水做的功．
（4）由銘牌求出清洗機(jī)的額定功率，由W=Pt可求出電流所做的功，這是總功；
清洗機(jī)對(duì)水所做的功是有用功，根據(jù)機(jī)械效率公式可求出清洗機(jī)的效率．
解答：解：（1）MPa是壓強(qiáng)的單位，不是壓力的單位；銘牌中的“額定壓力”與單位“Mpa”不相符；
把“額定壓力”改為“額定壓強(qiáng)”，單位不變．
故答案為：額定壓力與單位MPa不相符，把額定壓力該為額定壓強(qiáng)．
（2）由銘牌知：清洗機(jī)的額定功率P=2.2kW=2200W，額定電壓U=220V，
則清洗機(jī)正常工作時(shí)的電流I===10A；
由銘牌知，清洗機(jī)的額定流量是20L/min，清洗一輛汽車平均耗時(shí)10min=h，
用水量V=20L/min×10min=200L=0.2m³；
清洗一輛車平均耗電W=Pt=2.2kW×h≈0.37kW?h．
故答案為：10；0.2；0.37．
（3）設(shè)恒力F作用在水上，使水移動(dòng)了距離L，則F對(duì)水做的功W=FL，
而F=pS，所以W=FL=pSL=pV，清洗機(jī)正常工作10min，清洗機(jī)噴出的水的體積為V=20L/min×10min=0.2m³；
清洗機(jī)正常工作10min對(duì)水做功W=pV=5×10⁶Pa×0.2m³=1.0×10⁶J．
答：清洗機(jī)正常工作10min，清洗機(jī)對(duì)水做的功是1.0×10⁶J．
（4）清洗機(jī)10min消耗的電能W_電=Pt=2200W×600s=1.32×10⁶J，
該清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率η=×100%=×100%≈75.76%．
答：清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率是75.76%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查壓力單位、電流、體積、消耗電能的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，解題過(guò)程中要注意單位的換算．