Question

1．一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在U=3V電壓下工作，用此電動(dòng)機(jī)提升一個(gè)質(zhì)量為m=400g的物體時(shí)，通過它的電流是I=0.2A．在t=30s內(nèi)可使該物體被勻速提升的高度h=3m．若不計(jì)除電動(dòng)機(jī)線圈生熱之外的其他能量損失，g=10m/s²，求：
（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率P_電；
（2）在提升重物的t=30s內(nèi)，電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量Q；
（3）線圈的電阻r．

Answer 1

分析 （1）由P=UI求出電動(dòng)機(jī)的輸入功率．
（2）電動(dòng)機(jī)總功率等于熱功率與輸出功率之和，由P=Fv求出電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的輸入功率為：
P_入=UI=0.2×3 W=0.6 W．
（2）電動(dòng)機(jī)提升重物的機(jī)械功率為：
P_機(jī)=Fv=（4×3/30）W=0.4 W．
根據(jù)能量關(guān)系P_入=P_機(jī)+P_Q，得生熱的功率為：
P_Q=P_入-P_機(jī)=（0.6-0.4）W=0.2 W．
所生熱量為：Q=P_Qt=0.2×30 J=6 J．
（3）由焦耳定律Q=I²Rt，得線圈電阻為：
R=$\frac{Q}{{I}^{2}t}$=$\frac{6}{0．{2}^{2}×30}$Ω=5Ω．
答：（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率為0.6W．
（2）線圈電阻產(chǎn)生的熱量為6J．
（3）線圈電阻為5Ω

點(diǎn)評(píng) 本題考查功率公式的應(yīng)用，要注意電功率公式正確應(yīng)用；同時(shí)明確電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)總功率等于輸出功率與熱功率之和．