Question

3．一臺小型電動機在3V電壓下工作，用此電動機提升所受重力為4N的物體時，通過它的電流是0.2A．在30s內(nèi)可使該物體被勻速提升3m．若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失，求：
（1）電動機的輸入功率；
（2）線圈的電阻．

Answer 1

分析 （1）由P=UI求出電動機的輸入功率．
（2）電動機總功率等于熱功率與輸出功率之和，由P=Fv求出電動機的輸出功率，然后求出線圈的熱功率．由電功率公式Q=I²r的變形公式求出線圈電阻．

解答 解：（1）電動機的輸入功率
P_入=UI=0.2×3 W=0.6 W．
（2）重物勻速上升，則F=mg=4N；
電動機提升重物的機械功率
重物上升的速度v=$\frac{x}{t}$=$\frac{3}{30}$=0.1s；
P_機=Fv=（4×0.1）W=0.4W．
根據(jù)能量關系P_入=P_機+P_Q，得熱功率
P_Q=P_入-P_機=（0.6-0.4）W=0.2 W．
所產(chǎn)生熱量Q=P_Qt=0.2×30 J=6 J．
根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt，得線圈電阻R=5Ω．
答：（1）電動機的輸入功率為0.6W；
（2）線圈的電阻為5Ω．

點評 電動機是非純電阻電路，對于非純電阻要注意明確公式的正確選擇，注意應用電動機總功率等于輸出功率與熱功率之和這一功率關系．