Question

(11分)利用電動機(jī)通過如圖20所示的電路提升重物，已知電源電動勢E＝6 V，電源內(nèi)阻r＝1 Ω，電阻R＝3 Ω，重物質(zhì)量m＝0.10 kg，當(dāng)將重物固定時，電壓表的示數(shù)為5 V，當(dāng)重物不固定，且電動機(jī)最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，電壓表的示數(shù)為5.5 V，

求（1）電動機(jī)線圈的電阻R₁ (2)電動機(jī)以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，消耗的電功率

(3) 電動機(jī)以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，輸出的電功率

(4)重物勻速上升時的速度大小(不計摩擦，g取10 m/s²)．

 

Answer 1

【答案】

2歐姆（2分）   2W （3分）  1.5W （3分）  1.5m/s（3分）

【解析】設(shè)電動機(jī)內(nèi)阻為r′

當(dāng)將重物固定時I＝＝1 A

R＋r′＝U/I＝5 Ω，r′＝2 Ω

當(dāng)重物不固定時I′＝＝0.5 A

P_出＝UI′＝2.75 W，P_R＋P_r′＝I′²(R＋r′)＝1.25 W

所以重物的功率P＝P_出－P_R－P_r′＝mgv，

解得v＝1.5 m/s

本題考查非純電阻電路功率的計算，當(dāng)重物固定時電動機(jī)為純電阻電路，由熱功率公式可求得電動機(jī)內(nèi)阻，當(dāng)電動機(jī)以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，輸出的電功率完全轉(zhuǎn)化為重物的重力勢能，消耗的電功率為EI