Question

19．一臺小型電動機車在U=3V電壓下工作，用此電動機勻速提升重力G=4N的物體時，通過它的電流I=0.2A．測得某段時間t=30s內(nèi)該物體被提升h=3m．若不計一切摩擦和阻力，試求：
（1）電動機的輸入功率．
（2）在提升重物的t=30s內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量．
（3）電動機線圈的電阻．

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．
（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×$\frac{3}{30}$）W=0.4 W．
根據(jù)能量關(guān)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=$\frac{Q}{{I}^{2}t}=\frac{6}{0．{2}^{2}×30}$Ω=5Ω．
答：（1）電動機的輸入功率為0.6W．
（2）線圈電阻產(chǎn)生的熱量為6J．
（3）電動機線圈的電阻為5Ω．

點評 本題考查功率公式的應用，要注意電功率公式正確應用；同時明確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．