Question

【题目】如图甲是顺德第二届创客节比赛活动中使用的某3D打印机，工作时，喷头的发热体自动加热到预设温度，将PLA线材料变成液态后从喷嘴流出。喷头背面装有一个散热风扇，在喷头达到预设温度后开始工作，该打印机有四个相同型号的电动机M1、M2、M3、M4，其中M1、M2、M3共同实现喷头的精准定位，M4则将PLA线材送入喷头，发热体未达到预设温度时喷头静止不动。某创客小组收集了相关的信息如图乙表所示。

（1）打印机喷头能将PLA线材料变化成液态，它是利用电流的_____工作的。

（2）电动机工作时，主要将_____能转化为_____能。

（3）在打印过程中，若发热体、散热风扇和M1、M2、M3、M4同时正常工作，则打印机总的工作电流为_____A。

（4）打印某个3d作品，四台电动机和散热风扇均工作了10min，则四台电动机产生的热量共_____J，散热风扇输出的机械能为_____J

Answer 1

【答案】热效应 电 机械 8.5 2700 6600

【解析】

（1）打印机的喷头利用电流的热效应将电能转化为内能，使固态树脂等材料温度升高；

（2）电动车是利用电动机来工作的，它工作时消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能；

（3）在打印过程中，若发热体、散热风扇和M1、M2、M3、M4同时正常工作，则打印机的总工作电流：I＝I发热+I1+I2+I3+I4+I风扇＝2A+1.5A+1.5A+1.5A+1.5A+0.5A＝8.5A；

（4）四台电动机产生的热量Q总＝4Q1＝4I12R1t＝4×（1.5A）2×0.5Ω×10×60s＝2700J；

散热风扇产生的热量Q风扇＝I风扇2R风扇t＝（0.5A）2×4Ω×10×60s＝600J，

风扇消耗的电能W＝UIt＝24V×0.5A×10×60s＝7200J，

散热风扇输出的机械能W机械＝W﹣Q风扇＝7200J﹣600J＝6600J。