题目内容

如下图所示,用直流电动机提升地面上的重物,重物的质量m=50 kg,当所加直流电压U1=2 V时,重物静止不动,电流表示数为I1=0.5 A.现在把直流电压增大为U2=110 V,不计各处摩擦,电动机以恒定速度v向上提升重物,电流表示数为I2=5 A,求此时重物上升的速度为多少.(g取10 m/s2)

答案:
解析:

  讲析:由题意可知加直流电压U=2 V时重物静止,电动机不转,则电流做功都转化为热量,此时电路为纯电阻电路,应用欧姆定律有I=,可得电动机内阻为r==4 Ω

  当U2=110 V时,电动机提供的总功率为P=U2I2=550 W,

  电动机中的热功率为PQ=I22r=100 W

  则有P=mgv+PQ,联立解得v=0.9 m/s.

  点评:搞清纯电阻电路和非纯电阻电路的区别,明白纯电阻电路和非纯电阻电路之间的转化是解答本题的关键.


练习册系列答案
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用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对下图纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律.
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(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行的步骤是
 
,操作不当的步骤是
 

(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如下图所示.使用交流电的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式a=
 
.(用s1、s2、s3、s4及f表示)
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是
 
.试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小F=
 

用如右图所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对图中纸带上的点痕进行测量.即可验证机械能守恒定律

①下面列举了该实验的几个操作步骤

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上

C.用天平测出重锤的质量;

D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带

E.测量纸带上某些点间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中没有必要进行的步骤是             ,操作不当的步骤是                 

②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度.如下图是打出的一条纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如下图所示.使用电流的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式                    。(用表示)

③在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小,若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是                

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