Question

【題目】如圖所示為電動機提升重物的裝置，電動機線圈的電阻為r＝1 Ω，電動機兩端電壓為5 V，電路中的電流為1 A，物體A重20 N。忽略一切摩擦，求：

（1）電動機線圈電阻消耗的熱功率為多少？

（2）電動機輸入功率和輸出功率各是多少？

（3）10 s內電動機可以把重物勻速提升多高？

（4）這臺電動機的機械效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）1 W （2）5 W；4 W （3）2 m （4）80%

【解析】電動機工作時，其電路為非純電阻電路，它從電源獲取的功率一部分轉化為線圈的熱功率，另一部分轉化為電動機的機械功率。

（1）電動機線圈上消耗的熱功率為

P熱＝I2r＝1 W

（2）電動機的輸入功率就是電流通過電動機做功的功率，即

P入＝UI＝5×1 W＝5 W

電動機的輸出功率就是電動機對外做機械功的功率，根據P入＝P出＋P熱

得P出＝P入－P熱＝5 W－1 W＝4 W

（3）設物體A的重力為G，t＝10s內物體上升的高度為h，根據能量守恒定律得P出t＝Gh

h＝＝m＝2 m

（4）這臺電動機的機械效率為

η＝×100%＝×100%＝80%