Question

某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為4Ω，重物的質(zhì)量m=50kg．不計(jì)電源內(nèi)阻及各處的摩擦．當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.6m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流I=5A．（g取10m/s²）
（1）求電源的電動(dòng)勢(shì)E；
（2）求該裝置的效率η．

Answer 1

分析：（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于牽引力的功率，根據(jù)P_出=Fv求出電動(dòng)機(jī)的輸出功率；根據(jù)P_熱=I²R求解熱功率；根據(jù)P=P_出+P_熱求解電功率，根據(jù)P=EI求解電源的電動(dòng)勢(shì)E；
（2）根據(jù)η=

P出

P

×100%求該裝置的效率．

解答：解：（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率：P_出=mgv=500×0.6W=300W
電動(dòng)機(jī)的熱功率：P_熱=I²R=5²×4=100
故電動(dòng)機(jī)的總功率：P=P_出+P_熱=300+100=400W
根據(jù)P=EI，電源的電動(dòng)勢(shì)：E=

P

I

=

400

5

=80V
（2）該裝置的效率：η=

P出

P

×100%=

300

400

×100%=75%
答：（1）求電源的電動(dòng)勢(shì)E為80V；
（2）該裝置的效率為75%．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道輸入功率和輸出功率以及線圈發(fā)熱功率的區(qū)別和聯(lián)系，注意對(duì)于電動(dòng)機(jī)電路，在電動(dòng)機(jī)正常工作的情況下，不能運(yùn)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行求解．