Question

10．物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体上升过程某段时间内的s-t图线，已知物体重为2N，电动机电阻为1Ω，闭合开关后在2.4s～2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别是0.5A和4V，则在2.4s～2.8s这段时间内下列说法错误的是（　　）

• A． 该装置提升重物做的有用功为0.4J
• B． 该装置做的总功为0.8J
• C． 电动机产生的热量为0.1J
• D． 电动机的机械效率为62.5%

Answer 1

分析 由图乙可知，在2.4s～2.8s这段时间内，重物M上升的高度，根据W=Gh求出该装置提升重物做的有用功，又知道电动机两端的电压和通过的电流，根据W=UIt求出该装置做的总功，根据Q=I²Rt求出电动机产生的热量，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出电动机的机械效率．

解答 解：
A．由图乙可知，在2.4s～2.8s这段时间内，重物M上升的高度h=0.75m-0.55m=0.2m，该装置提升重物做的有用功W_有=Gh=2N×0.2m=0.4J，故A正确；
B．在2.4s～2.8s这段时间内，该装置做的总功W_总=UIt=4V×0.5A×（2.8s-2.4s）=0.8J，故B正确；
C．这段时间内电动机产生的热量Q=I²Rt=（0.5A）²×1Ω×0.4s=0.1J，故C正确；
D．电动机的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.8J}$×100%=50%，故D错误．
故选D．

点评 本题考查了有用功、电动机总功、焦耳定律和效率公式的应用，明确有用功和总功是关键，要注意电动机是非纯电阻用电器，消耗的电能大于部分转化为机械能，少部分转化为内能．