Question

【题目】某一直流电动机提升重物的装置如图所示，电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=0.5Ω，重物质量m=0.1kg，当重物固定电动机无法转动时，理想电压表的示数为U1=4V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为U2=5V，各处摩擦均不计，g取10m/s2。求：

(1)电动机内阻R0；

(2)重物匀速上升时的速度v；

(3)匀速提升重物3m电源需要消耗的能量。

Answer 1

【答案】(1) 1.5Ω (2) 3m/s (3) 6J

【解析】

(1)当重物固定电动机无法转动时，根据闭合电路欧姆定律：E=U1+I1r

电压为：U1=I1(R+R0)

联立解得：

R0=1.5Ω

(2)重物匀速上升时，根据闭合电路欧姆定律：E= U2+I2r

功率关系为：U2I2= I22R+ I22R0+mgv

联立解得：

v=3m/s

(3)匀速提升3m所用时间为：

联立以上解得消耗电能为：

W=EI2t=6J