Question

19．一小型電動(dòng)機(jī)的額定電壓為12V，若用該電動(dòng)機(jī)來(lái)提升質(zhì)量為10kg的物體，正常工作10min，將物體提升至某高度，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.5A，電動(dòng)機(jī)的電阻為4Ω，已知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)50%的電能用來(lái)提升物體，求：
（1）電動(dòng)機(jī)消耗的電能；
（2）電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量；
（3）物體被提升的高度．

Answer 1

分析 （1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)W=UIt求出電動(dòng)機(jī)消耗的電能；
（2）根據(jù)焦耳定律求出電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)效率公式求出提升物體做的功，根據(jù)W=Gh=mgh求出物體被提升的高度．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)消耗的電能：
W=UIt=12V×0.5A×10×60s=3600J；
（2）電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（0.5A）²×4Ω×10×60s=600J；
（3）電動(dòng)機(jī)消耗電能提升物體做的功：
W′=Wη=3600J×50%=1800J，
由W=Gh=mgh可得，物體被提升的高度：
h=$\frac{W′}{mg}$=$\frac{1800J}{10kg×10N/kg}$=18m．
答：（1）電動(dòng)機(jī)消耗的電能為3600J；
（2）電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量為600J；
（3）物體被提升的高度為18m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功公式和焦耳定律、做功公式的綜合應(yīng)用，要注意電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器，消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出．