Question

某一用直流電動機提升重物的裝置，重物的質量m=50kg，電源電壓為120V．當電動機以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I=5A．求：
（1）、電動機線圈的電阻R等于多少？
（2）、若因故障電動機不能轉動，這時通過電動機線圈的電流多大？電動機消耗的電功率又為多大？

Answer 1

分析：（1）電動機的電功率P_電=UI，發熱功率P_熱=I²R，輸出的機械功率P_機=mgv，根據能量守恒P_電=P_熱+P_機求解電阻R．
（2）若因故障電動機不能轉動，電動機電路是純電阻電路，歐姆定律成立，由歐姆定律求出電流，再求電功率．

解答：解：（1）電動機提升重物時，根據能量守恒定律得P_電=P_熱+P_機，即：
      UI=I²R+mgv                      
得到R=

UI-mgv

I2

=6Ω
（2）若因故障電動機不能轉動，則由歐姆定律得
  通過電動機線圈的電流 I′=

U

R

=20A                             
  電動機消耗的電功率P_電′=I′²R=2400W
答：
（1）、電動機線圈的電阻R等于6Ω；
（2）、若因故障電動機不能轉動，這時通過電動機線圈的電流為20A，電動機消耗的電功率為2400W．

點評：電動機在正常工作時電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，不能直接根據電壓與電流求電阻R；電動機不轉動時，其電路是純電阻電路，歐姆定律成立，能根據電壓和電阻求電流，要注意區分．