Question

【题目】某视频展示台配套使用的投影幕是依靠电动机来控制升降的，小明用如图所示的电路进行模拟研究，电路中直流电动机的线圈电阻为2Ω，R0为阻值是10Ω的定值电阻，电源电压保持12V不变，闭合开关S，当电动机正常工作时，匀速提升重为0.4N的物体，此时电压表示数为6V．求：

（1）电动机正常工作时，通过它的电流是多大？

（2）电动机正常工作2s所消耗的电能是多少？

（3）若电动机正常工作时，有5%的机械能用来提升物体，物体在2s内上升的高度是多少？

Answer 1

【答案】（1）0.6A（2）7.2J（3）0.72m

【解析】

由图知，电阻R0和电动机串联，电压表测量电动机两端的电压，

（1）根据串联电路电压的规律可得，R0两端的电压：U0=U-UM=12V-6V=6V；

因串联电路电流处处相等，则电动机正常工作时，通过它的电流：

I===0.6A；

（2）电动机正常工作2s所消耗的电能：

W=UMIt=6V×0.6A×2s=7.2J；

（3）电动机正常工作时产生的热量：

Q=I2RMt=（0.6A）2×2Ω×2s=1.44J，

电能转化为的机械能：

W机械能=W-Q=7.2J-1.44J=5.76J；

由题意可知，提升物体做的功：

W有用=ηW机械能=5%×5.76J=0.288J，

由W=Gh可得，物体在2s内上升的高度：

h===0.72m。