清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器.有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示.请回答:
型号 | CC5020 | 额定压力 | 5MPa |
电源 | 220V~/50Hz | 额定流量 | 20L/min |
额定功率 | 2.2kW | 防护等级 | IP25 |
(1)从物理学的角度看,铭牌中有一个物理量名称与单位不一致,请你指出并说明如何更正.
(2)清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是 A.若清洗一辆汽车平均耗时10min,则清洗一辆汽车平均用水 m3;平均耗电 kW•h.
(3)清洗机正常工作10min,清洗机对水做多少功?
(4)该清洗机正常工作时的效率是多少?
【考点】电功率与电压、电流的关系;电功的计算.
【分析】(1)根据所学各物理量的单位,分析铭牌所标各物理量与所对应的单位是否相符,对不相符的加以更正.
(2)由铭牌找出清洗机的额定功率、额定电压,由功率公式的变形公式I=求出清洗机的电流;
由铭牌找出清洗机的流量,根据清洗机流量可求出10敏内的用水量;
根据清洗机的功率、工作时间,由W=Pt可求出清洗机消耗的电能.
(3)清洗机对水所做的功:W=FL,而F=PS,可得,W=FL=PSL=PV,代入数据可求出10min清洗机对水做的功.
(4)由铭牌求出清洗机的额定功率,由W=Pt可求出电流所做的功,这是总功;
清洗机对水所做的功是有用功,根据机械效率公式可求出清洗机的效率.
【解答】解:(1)MPa是压强的单位,不是压力的单位;铭牌中的“额定压力”与单位“Mpa”不相符;
把“额定压力”改为“额定压强”,单位不变.
故答案为:额定压力与单位MPa不相符,把额定压力该为额定压强.
(2)由铭牌知:清洗机的额定功率P=2.2kW=2200W,额定电压U=220V,
则清洗机正常工作时的电流I===10A;
由铭牌知,清洗机的额定流量是20L/min,清洗一辆汽车平均耗时10min=h,
用水量V=20L/min×10min=200L=0.2m3;
清洗一辆车平均耗电W=Pt=2.2kW×h≈0.37kW•h.
故答案为:10;0.2;0.37.
(3)设恒力F作用在水上,使水移动了距离L,则F对水做的功W=FL,
而F=pS,所以W=FL=pSL=pV,清洗机正常工作10min,清洗机喷出的水的体积为V=20L/min×10min=0.2m3;
清洗机正常工作10min对水做功W=pV=5×106Pa×0.2m3=1.0×106J.
答:清洗机正常工作10min,清洗机对水做的功是1.0×106J.
(4)清洗机10min消耗的电能W电=Pt=2200W×600s=1.32×106J,
该清洗机正常工作时的效率η=×100%=×100%≈75.76%.
答:清洗机正常工作时的效率是75.76%.