Question

小明總愛在家里做些課外小實(shí)驗(yàn)．在學(xué)了電學(xué)知識(shí)后，小明與同學(xué)合作組裝了一個(gè)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他想通過該實(shí)驗(yàn)測(cè)算小電動(dòng)機(jī)提升重物的效率．當(dāng)他閉合開關(guān)后，通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，使鉤碼在10s內(nèi)勻速上升了0.6m，并觀察到電壓表和電流表的示數(shù)分別為3V和0.2A．已知鉤碼的質(zhì)量為50g，求：
（1）電動(dòng)機(jī)在鉤碼勻速上升的10s內(nèi)消耗的電能．
（2）在鉤碼勻速上升的過程中，電動(dòng)機(jī)提升鉤碼的效率為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知電源電壓和通過的電流，以及通電時(shí)間，根據(jù)公式W=UIt可求消耗的電能．
（2）已知鉤碼的質(zhì)量和升高的高度，根據(jù)公式W=Gh可求電動(dòng)機(jī)提升鉤碼做的有用功，有用功與消耗電能的比值就是電動(dòng)機(jī)提升鉤碼的效率．
解答：解：（1）電動(dòng)機(jī)在鉤碼勻速上升的10s內(nèi)消耗的電能W=UIt=3V×0.2A×10s=6J．
答：電動(dòng)機(jī)在鉤碼勻速上升的10s內(nèi)消耗的電能為6J．
（2）電動(dòng)機(jī)提升鉤碼做的有用功W_有用=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×0.6m=0.3J，
W_總=W，
所以電動(dòng)機(jī)提升鉤碼的效率為η===5%．
答：電動(dòng)機(jī)提升鉤碼的效率為5%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查消耗電能和效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，解題過程中要注意單位的換算．