Question

14．如图所示是用直流电动机提升物体的装置，给电动机供电的电源电压保持在110V不变，电动机线圈电阻为4Ω，电动机工作时通过线圈的电流为5A，被提升物体的重力为500N，请计算：
（1）电动机因发热而损失的功率；
（2）电动机消耗的电功率；
（3）电动机提升物体时物体上升的速度．

Answer 1

分析 （1）由P=I²R计算电动机发热而损失的功率；
（2）由P=UI计算电动机消耗的电功率；
（3）电动机电能转化中：P_电=P_热+P_机械，物体匀速上升时：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=Gv．由此计算物体上升的速度．

解答 解：
（1）电动机发热而损失的功率：
P_热=I²R=（5A）²×4Ω=100W；
（2）电动机消耗的电功率：
P_电=UI=110V×5A=550W；
（3）电动机工作时将电能转化为内能和机械能，则：P_电=P_热+P_机械，
所以转化为机械能的功率：P_机械=P_电-P_热=550W-100W=450W，
物体上升，物体受到的拉力F与其重力G是一对平衡力，即有F=G，
所以：P_机械=Fv=Gv，
所以物体上升的速度：
v=$\frac{{P}_{机械}}{G}$=$\frac{450W}{500N}$=0.9m/s．
答：（1）电动机因发热而损失的功率100W；
（2）电动机消耗的电功率550W；
（3）电动机提升物体时物体上升的速度0.9m/s．

点评 本题是关于电动机的问题，考查了电功率、功率计算公式的灵活运用，电动机是非纯电阻电路，公式使用上要注意．