Question

如圖所示為應(yīng)用電動機(jī)提升重物的裝置，電動機(jī)線圈電阻為r=1Ω，電動機(jī)兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N，不計摩擦力及空氣阻力．
求：（1）電動機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少？
（2）10s內(nèi)，可以把重物A勻速提升多高？
（3）這臺電動機(jī)的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析：機(jī)械功的計算：W=Fs；電功的計算：W=UIt．使用電動機(jī)時電流做的功大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一小部分通過線圈發(fā)熱損失掉．

解答：解：（1）根據(jù)焦耳定律，熱功率為：P_Q=I²r=1²×1 W=1 W 
（2）電動機(jī)的輸出功率用來提升重物，轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率，輸入功率等于輸入電流與電動機(jī)兩端電壓的乘積
P_總=IU=1×5 W=5 W
輸出功率等于輸入功率減去發(fā)熱消耗的功率
P_出=P_入-P_Q=5 W-1 W=4 W
在10 s內(nèi)P_出t=mgh．
解得h=2m．
（3）機(jī)械效率η=

P出

P總

×100%=80%
答：（1）電動機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是1W，
（2）10s內(nèi)，可以把重物A勻速提升2m，
（3）這臺電動機(jī)的機(jī)械效率是80%．

點(diǎn)評：此題主要考查了機(jī)械功、電功的計算，并且考查了電流通過電動機(jī)做功時，能量的轉(zhuǎn)化情況．