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某落地电风扇,扇叶静止不动时,在水平方向扇叶相当于未受到空气作用力,以最高档(最大风速)水平扇动时,扇叶在水平方向相当于受到空气的作用力为F=16N,如表格中数据为其参数:
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问题描述:

某落地电风扇,扇叶静止不动时,在水平方向扇叶相当于未受到空气作用力,以最高档(最大风速)水平扇动时,扇叶在水平方向相当于受到空气的作用力为F=16N,如表格中数据为其参数:

风速档位3档最大功率50W
扇叶直径50cm最小功率20W
单台净重6.0kg额定电压220V
最大风速180米/分钟最大风量31.4米/分钟
求:

(1)该电风扇以最高档工作2小时,消耗的电能是多少度?

(2)当电风扇以最高档工作时的机械功率.

(3)已知电风扇功率P与受到空气的作用力F关系如图所示,并且F与风速v的平方成正比,当电风扇以最小档工作时的风速是多少?

(4)推导说明当电风扇功率变大时,电动机内阻产热功率如何变化.

戴诏回答:
  (1)由数据中可知最大功率Pmax=50W=0.05kW,则消耗的电能W=Pt=0.05kW×2h=0.1kW•h;   (2)当电风扇以最高档工作时由题干和表格数据可知:最大风力Fmax=16N,最大风速vmax=180m/min=3m/s,   则机械功率P机械=Fmaxvmax=16N×3m/s=48W;   (3)由数据中可知Fmin=4N,根据风力F与风速v的平方成正比可得:F=kv2,   则Fmax=k(vmax)2,Fmin=k(vmin)2,   两式相比得:vmin=   F
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