Question

【題目】如圖所示是利用電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖，其中D是直流電動(dòng)機(jī)．P是一個(gè)質(zhì)量為m的重物，它用細(xì)繩繞在電動(dòng)機(jī)的軸上，閉合開關(guān)S，重物P以速度v勻速上升，這時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別是I=5A和U=220V，重物P勻速上升的速度v=0.4m/s，重物的質(zhì)量m=50kg，g取10m/s2 ． 求：

（1）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P電；
（2）繩對(duì)重物做功的機(jī)械功率P機(jī)；
（3）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R．

Answer 1

【答案】
（1）解：根據(jù)電功率關(guān)系式有：

P電=UI=5×220W=1100W

答：電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P電為1100W

（2）解：以物體為研究對(duì)象，由于物體勻速上升，有：

F﹣mg=0…①

P機(jī)=Fv…②

聯(lián)解①②，代入數(shù)據(jù)得：P機(jī)=200W

答：繩對(duì)重物做功的機(jī)械功率P機(jī)為200W

（3）解：根據(jù)功能關(guān)系有：

P電=P機(jī)+P熱…③

P熱=I2R…④

聯(lián)解③④，代入數(shù)據(jù)得：R=36Ω

答：電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R為36Ω．

【解析】（1）已知電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)P=UI求出電動(dòng)機(jī)的耗電功率，根據(jù)P出=mgv求出機(jī)械功率；（2）由機(jī)械部分的機(jī)械效率可求出電動(dòng)機(jī)輸出功率，根據(jù)電動(dòng)機(jī)消耗的功率與輸出功率之差，即為線圈電阻發(fā)熱功率，再由P=I2R求出電動(dòng)機(jī)線圈的電阻．
【考點(diǎn)精析】掌握電功率和電功是解答本題的根本，需要知道電流做功的實(shí)質(zhì)是電場力對(duì)電荷做功.電場力對(duì)電荷做功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計(jì)算電功普遍適用的公式. ? 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計(jì)算電功率普遍適用的公式．