Question

3．如圖所示，為電動機提升重物的裝置，電動機線圈r=2Ω，電動機兩端電壓為10V，電路中的電流為1A，物體A重10N，不計摩擦力，求：
（1）10s內，電動機線圈電阻上發出多少熱量？
（2）10內，電動機消耗多少電能？
（3）10s內，電動機輸出多少機械能？可以把重物A勻速提升多高？
（4）這臺電動機的機械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據焦耳定律即可求出電動機線圈電阻R的發熱量；
（2）根據E=UIt可求得電動機消耗的電能；
（3）電動機的輸出的機械能等于電動機的輸入能量與發熱量的差值；
（4）根據效率公式可求得電動機的機械效率．

解答 解：（1）10s內電阻上產生的熱量為：
Q=I²rt=1×2×10=20J；
（2）電動機消耗的電能為：
E=UIt=10×1×10=100J；
（2）10s內輸出的機械能為：
E_出=E-Q=100-20=80J；
根據mgh=E_出可得：
h=$\frac{80}{10}$=8m；
（4）這臺電動機的機械效率是：
η=$\frac{{E}_{出}}{E}$×100%=$\frac{80}{100}×100%$=80%；
答：（1）10s內，電動機線圈電阻上發出20J的熱量；
（2）10內，電動機消耗100J的電能；
（3）10s內，電動機輸出80J的機械能；可以把重物A勻速提升8m；
（4）這臺電動機的機械效率是80%．

點評 本題考查電功及電熱的計算；解題的關鍵明確電動機的輸入功率、熱功率和輸出功率的計算方法，注意功率公式的正確應用．