Question

【題目】如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r＝1 Ω，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5 V，電路中的電流為1 A，物體A重20 N。忽略一切摩擦，求：

（1）電動(dòng)機(jī)線圈電阻消耗的熱功率為多少？

（2）電動(dòng)機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少？

（3）10 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)可以把重物勻速提升多高？

（4）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）1 W （2）5 W；4 W （3）2 m （4）80%

【解析】電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其電路為非純電阻電路，它從電源獲取的功率一部分轉(zhuǎn)化為線圈的熱功率，另一部分轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。

（1）電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為

P熱＝I2r＝1 W

（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率就是電流通過電動(dòng)機(jī)做功的功率，即

P入＝UI＝5×1 W＝5 W

電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)對外做機(jī)械功的功率，根據(jù)P入＝P出＋P熱

得P出＝P入－P熱＝5 W－1 W＝4 W

（3）設(shè)物體A的重力為G，t＝10s內(nèi)物體上升的高度為h，根據(jù)能量守恒定律得P出t＝Gh

h＝＝m＝2 m

（4）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為

η＝×100%＝×100%＝80%