Question

10．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻r=1Ω，电动机两端电压为5V，电路中的电流为1A，重物A重20N．不计摩擦力，求：
（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少；
（2）输出功率各是多少；
（3）10s内，可以把重物A匀速提升多高；
（4）若电动机因故不能转动，这时通过它的电流强度多大？电动机实际消耗的电功率多大？

Answer 1

分析 （1）根据P_热=I²r求解电动机线圈电阻上消耗的热功率；
（2）根据P=UI求解电动机的电功率，根据P_出=P-P_热求解输出功率；
（3）根据P_出t=mgh列式求解物体提升的高度．
（4）电动机因故不能转动时，其电路是纯电阻电路，根据欧姆定律求出电流强度，再由P=UI求解电动机实际消耗的电功率．

解答 解：（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率为：P_热=I²r=1²×1W=1W．
（2）电动机的输入功率为：P_入=IU=1×5W=5W
输出功率为：P_出=P_入-P_Q=5W-1W=4W；
（3）电动机的输出功率用来提升重物在10s内，有：
 P_出t=mgh．
解得：h=$\frac{{P}_{出}t}{mg}$=$\frac{4×10}{20}$m=2m．
（4）电动机因故不能转动时，其电路是纯电阻电路，根据欧姆定律得
  I′=$\frac{U}{r}$=$\frac{5}{1}$A=5A
电动机实际消耗的电功率为：P′=UI′=5×5W=25W
答：（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是1W；
（2）输出功率是4W；
（3）10s内，可以把重物A匀速提升2m高；
（4）若电动机因故不能转动，这时通过它的电流强度是5A，电动机实际消耗的电功率是25W．

点评 当电动机正常工作时，是非纯电阻电路，欧姆定律不成立；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路，欧姆定律成立．