Question

13．如图所示，用一电动机通过滑轮组提升重物．假设电动机的电源电压恒为220V，线圈电阻为10Ω，不考虑电动机各处摩檫．当电动机将400kg重物匀速提升10m的过程中，电动机电路中的电流为2A，电动机的轴对绳的拉力F=1600N．则：
（1）滑轮组的机械效率为多少？
（2）电动机线圈电阻的发热功率是多少？
（3）求电动机机械功率？

Answer 1

分析 （1）由图可知通过动滑轮绳子的段数n=3，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$计算滑轮组的机械效率；
（2）P=I²R计算电动机线圈电阻的发热功率；
（3）因能量守恒，电动机的输出功率等于拉力做功功率加上电动机发热功率，据此求出电动机的拉力做功的功率．

解答 解：
（1）由图可知通过动滑轮绳子的段数n=3，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{mg}{3F}$=$\frac{400kg×10N/kg}{3×1600N}$×100%≈83.3%；
（2）由题电动机线圈电阻的发热功率：
P_热=I²R=（2A）²×10Ω=40W；
（3）因能量守恒，电动机输出的机械功率为：
P=P_总-P_热=UI-P_热=2A×220V-40W=400W．
答：（1）滑轮组的机械效率为83.3%；
（2）电动机线圈电阻的发热功率是40W；
（3）电动机输出的机械功率是400W．

点评 本题考查了机械效率、电功率、功率计算公式的应用，要明确电动机是非纯电阻电路，消耗电能转化为电能和机械能，计算中要注意公式的应用．