Question

如圖14-5-6所示，為電動機提升重物的裝置，電動機線圈電阻為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，不計摩擦力，求：

圖14-5-6

（1）電動機線圈電阻上消耗的熱功率是多少？

（2）電動機輸入功率和輸出功率各是多少？

（3）10 s內，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

（1）1 W（2）5 W，4 W（3）2 m（4）80%

解析:

（1）根據焦耳定律，熱功率為：P_Q=I²r=I²×1 W=1 W.

（2）電功率等于輸入電流與電動機兩端電壓的乘積P_入=IU=1×5 W=5 W.

輸出功率等于輸入功率減去發熱消耗的功率P_出=P_入-P_Q=5 W-1 W=4 W.

（3）電動機輸出的功率用來提升重物轉化為機械功率，在10 s內P_出t=mgh.

解得h=P_出t/mg= m=2 m.

（4）機械效率η=P_出/P_入=80%.