Question

19．一台小型电动机车在U=3V电压下工作，用此电动机匀速提升重力G=4N的物体时，通过它的电流I=0.2A．测得某段时间t=30s内该物体被提升h=3m．若不计一切摩擦和阻力，试求：
（1）电动机的输入功率．
（2）在提升重物的t=30s内，电动机线圈所产生的热量．
（3）电动机线圈的电阻．

Answer 1

分析 （1）由P=UI求出电动机的输入功率．
（2）电动机总功率等于热功率与输出功率之和，由P=Fv求出电动机的输出功率，然后求出线圈的热功率．
（3）由电功率公式Q=I²r的变形公式求出线圈电阻．

解答 解：（1）电动机的输入功率P_入=UI=0.2×3 W=0.6 W．
（2）电动机提升重物的机械功率P_机=Fv=（4×$\frac{3}{30}$）W=0.4 W．
根据能量关系P_入=P_机+P_Q，得生热的功率P_Q=P_入-P_机=（0.6-0.4）W=0.2 W．
所生热量Q=P_Qt=0.2×30 J=6 J．
（3）由焦耳定律Q=I²Rt，得线圈电阻R=$\frac{Q}{{I}^{2}t}=\frac{6}{0．{2}^{2}×30}$Ω=5Ω．
答：（1）电动机的输入功率为0.6W．
（2）线圈电阻产生的热量为6J．
（3）电动机线圈的电阻为5Ω．

点评 本题考查功率公式的应用，要注意电功率公式正确应用；同时明确电动机是非纯电阻电路，电动机总功率等于输出功率与热功率之和．