Question

如图14-5-6所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：

图14-5-6

（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？

（2）电动机输入功率和输出功率各是多少？

（3）10 s内，可以把重物A匀速提升多高？

（4）这台电动机的机械效率是多少？

Answer 1

（1）1 W（2）5 W，4 W（3）2 m（4）80%

解析:

（1）根据焦耳定律，热功率为：P_Q=I²r=I²×1 W=1 W.

（2）电功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积P_入=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.

（3）电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10 s内P_出t=mgh.

解得h=P_出t/mg= m=2 m.

（4）机械效率η=P_出/P_入=80%.