Question

19．一小型电动机的额定电压为12V，若用该电动机来提升质量为10kg的物体，正常工作10min，将物体提升至某高度，通过电动机的电流是0.5A，电动机的电阻为4Ω，已知电动机正常工作时50%的电能用来提升物体，求：
（1）电动机消耗的电能；
（2）电流通过线圈产生的热量；
（3）物体被提升的高度．

Answer 1

分析 （1）电动机正常工作时的电压和额定电压相等，根据W=UIt求出电动机消耗的电能；
（2）根据焦耳定律求出电流通过线圈产生的热量；
（3）根据效率公式求出提升物体做的功，根据W=Gh=mgh求出物体被提升的高度．

解答 解：（1）电动机消耗的电能：
W=UIt=12V×0.5A×10×60s=3600J；
（2）电流通过线圈产生的热量：
Q=I²Rt=（0.5A）²×4Ω×10×60s=600J；
（3）电动机消耗电能提升物体做的功：
W′=Wη=3600J×50%=1800J，
由W=Gh=mgh可得，物体被提升的高度：
h=$\frac{W′}{mg}$=$\frac{1800J}{10kg×10N/kg}$=18m．
答：（1）电动机消耗的电能为3600J；
（2）电流通过线圈产生的热量为600J；
（3）物体被提升的高度为18m．

点评 本题考查了电功公式和焦耳定律、做功公式的综合应用，要注意电动机是非纯电阻用电器，消耗的电能一部分转化为内能，大部分转化为机械能输出．