题目内容
如图所示为直流电动机提升重物装置，电动机的内阻一定，闭合开关K，当把它接入电压为U1=0.2V的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是I1=0.4A；当把电动机接入电压为U2=4.0V的电路中，电动机正常工作且电动机匀速提升重物，工作电流是I2=1.0A，求：（1）电动机线圈的电阻r；
（2）当U2=4.0V电动机正常工作时的输出功率及电动机的效率；
（3）如果重物质量m=0.5kg，当U2=4.0V时电动机提升重物的速度大小是多少？（g取10m/s2）
分析：（1）在电动机不转时，电动机相当于纯电阻，根据欧姆定律可以求得电动机的线圈电阻；
（2）根据功率的公式P=UI，可以求得电动机的功率，进而可以求得电动机的效率；
（3）匀速提升时，拉力等于重力，由电动机的输出功率P=Fv可得提升重物的速度．
（2）根据功率的公式P=UI，可以求得电动机的功率，进而可以求得电动机的效率；
（3）匀速提升时，拉力等于重力，由电动机的输出功率P=Fv可得提升重物的速度．
解答：解：
（1）电动机不转时，此时电动机为纯电阻元件，则：
r=
=
Ω=0.5Ω
（2）电动机正常工作时消耗的功率为：
P=U2I2=2.0×1.0 W=2.0 W
电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为：
P热=I22r=1.02×0.5 W=0.5 W
电动机正常工作时输出功率为：
P出=P-P热=2.0-0.5 W=1.5 W
电动机正常工作时效率为：
η=
×100%=
×100%=75%
（3）匀速提升时，拉力等于重力，即：
F=mg=0.5×10N=5N
由电动机的输出功率P出=Fv可得提升重物的速度为：
v=
=
m/s=0.3m/s
答：
（1）电动机线圈的电阻为r=0.5Ω；
（2）当U2=4.0V电动机正常工作时的输出功率为1.5W，电动机的效率为75%；
（3）如果重物质量m=0.5kg，当U2=4.0V时电动机提升重物的速度大小是0.3m/s．
（1）电动机不转时，此时电动机为纯电阻元件，则：
r=
| U1 |
| I1 |
| 0.2 |
| 0.4 |
（2）电动机正常工作时消耗的功率为：
P=U2I2=2.0×1.0 W=2.0 W
电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为：
P热=I22r=1.02×0.5 W=0.5 W
电动机正常工作时输出功率为：
P出=P-P热=2.0-0.5 W=1.5 W
电动机正常工作时效率为：
η=
| P出 |
| P |
| 1.5 |
| 2.0 |
（3）匀速提升时，拉力等于重力，即：
F=mg=0.5×10N=5N
由电动机的输出功率P出=Fv可得提升重物的速度为：
v=
| P出 |
| F |
| 1.5 |
| 5 |
答：
（1）电动机线圈的电阻为r=0.5Ω；
（2）当U2=4.0V电动机正常工作时的输出功率为1.5W，电动机的效率为75%；
（3）如果重物质量m=0.5kg，当U2=4.0V时电动机提升重物的速度大小是0.3m/s．
点评：本题重点是非纯电阻电路的考察，重点要明白当电动机通电不转的时候，电动机相当于纯电阻电路．
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