Question

某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示．电动机线圈的电阻为4Ω，重物的质量m=50kg．不计电源内阻及各处的摩擦．当电动机以v=0.6m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A．（g取10m/s²）
（1）求电源的电动势E；
（2）求该装置的效率η．

Answer 1

分析：（1）电动机的输出功率等于牵引力的功率，根据P_出=Fv求出电动机的输出功率；根据P_热=I²R求解热功率；根据P=P_出+P_热求解电功率，根据P=EI求解电源的电动势E；
（2）根据η=

P出

P

×100%求该装置的效率．

解答：解：（1）电动机的输出功率：P_出=mgv=500×0.6W=300W
电动机的热功率：P_热=I²R=5²×4=100
故电动机的总功率：P=P_出+P_热=300+100=400W
根据P=EI，电源的电动势：E=

P

I

=

400

5

=80V
（2）该装置的效率：η=

P出

P

×100%=

300

400

×100%=75%
答：（1）求电源的电动势E为80V；
（2）该装置的效率为75%．

点评：解决本题的关键知道输入功率和输出功率以及线圈发热功率的区别和联系，注意对于电动机电路，在电动机正常工作的情况下，不能运用闭合电路欧姆定律进行求解．