Question

如图所示为应用电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1Ω，电动机两端电压为5V，电路中的电流为1A，物体A重20N，不计摩擦力及空气阻力．
求：（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
（2）10s内，可以把重物A匀速提升多高？
（3）这台电动机的机械效率是多少？

Answer 1

分析：机械功的计算：W=Fs；电功的计算：W=UIt．使用电动机时电流做的功大部分转化为机械能，一小部分通过线圈发热损失掉．

解答：解：（1）根据焦耳定律，热功率为：P_Q=I²r=1²×1 W=1 W 
（2）电动机的输出功率用来提升重物，转化为机械功率，输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积
P_总=IU=1×5 W=5 W
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率
P_出=P_入-P_Q=5 W-1 W=4 W
在10 s内P_出t=mgh．
解得h=2m．
（3）机械效率η=

P出

P总

×100%=80%
答：（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是1W，
（2）10s内，可以把重物A匀速提升2m，
（3）这台电动机的机械效率是80%．

点评：此题主要考查了机械功、电功的计算，并且考查了电流通过电动机做功时，能量的转化情况．