Question

小明总爱在家里做些课外小实验．在学了电学知识后，小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置，他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率．当他闭合开关后，通过调整实验装置，使钩码在10s内匀速上升了0.6m，并观察到电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A．已知钩码的质量为50g，求：
（1）电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能
（2）在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率为多少？

Answer 1

分析：（1）已知电源电压和通过的电流，以及通电时间，根据公式W=UIt可求消耗的电能．
（2）已知钩码的质量和升高的高度，根据公式W=Gh可求电动机提升钩码做的有用功，有用功与消耗电能的比值就是电动机提升钩码的效率．

解答：解：（1）电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能W=UIt=3V×0.2A×10s=6J．
答：电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能为6J．
（2）电动机提升钩码做的有用功W_有用=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×0.6m=0.3J，
W_总=W，
所以电动机提升钩码的效率为η=

W有用

W总

=

0.3J

6J

=5%．
答：电动机提升钩码的效率为5%．

点评：本题考查消耗电能和效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要注意单位的换算．