Question

一臺小型電動機在3V電壓下工作，通過它的電流是0.2A，此情況下電動機提升一重為4N的物體，在30s內(nèi)物體勻速上升了3m．不計除電動機線圈熱效應(yīng)以外的其他能量損失．
（1）求在提升重物的30s內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量．
（2）若電動機的轉(zhuǎn)子突然被卡住不動，則其發(fā)熱的功率為多大？

Answer 1

分析：（1）已知電動機的電壓和通過的電流以及通電時間，根據(jù)公式W=UIt可求這臺電動機30s內(nèi)輸入電能，再有重力做的功可知電動機的輸出能量，兩者的差值即為電動機線圈所產(chǎn)生的熱量．
（2）當電動機卡住是，電功率全部轉(zhuǎn)化為熱功率，即P=

U2

R

．

解答：解：（1）電動機在30s內(nèi)輸入電能為：
W_電=UIt=3×0.2×30J=18J
重物增加的機械能為W_機=Gh=4×3J=12J
根據(jù)能量守恒，電動機產(chǎn)生的熱量為
Q=W_電-W_機=18-12=6J
（2）電動機的內(nèi)阻為：
有Q=I²Rt得
R=5Ω
電動機卡住后電功率全部轉(zhuǎn)化為熱功率
P=

U2

R

=

32

5

W=1.8W
答：（1）電動機線圈所產(chǎn)生的熱量為6J．
（2）發(fā)熱的功率為1.8W．

點評：本題考查電功率、產(chǎn)生熱量、輸出功率等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．