Question

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）在提升重物的30s內，電動機線圈所產生的熱量；

（3）線圈的電阻．

Answer 1

考點：  電功、電功率；能量守恒定律．

專題：  恒定電流專題．

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．

（3）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）電動機提升重物的機械功率P_機=Fv=（4×3/30）W=0.4 W．

根據能量關系P_入=P_機+P_Q，得生熱的功率P_Q=P_入﹣P_機=（0.6﹣0.4）W=0.2 W．

所生熱量Q=P_Qt=0.2×30 J=6 J．

（3）由焦耳定律Q=I²Rt，得線圈電阻R==Ω=5Ω．

答：（1）電動機的輸入功率為0.6W．

（2）線圈電阻產生的熱量為6J．

（3）線圈電阻為5Ω．

點評：  電動機是非純電阻電路，電動機總功率等于輸出功率與熱功率之和．