Question

用一臺(tái)小型直流電動(dòng)機(jī)，將重為40N的物體在4s內(nèi)勻速提升1.8m，用電流表和電壓表測(cè)得通過電動(dòng)機(jī)的電流為2A，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為12V，求：
（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率；
（2）電動(dòng)機(jī)效率；
（3）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻．

Answer 1

分析：（1）已知電動(dòng)機(jī)的兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)P=UI求出輸入功率；
（2）知道重物的重和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出提升物體做的有用功，根據(jù)W=Pt求出電動(dòng)機(jī)消耗的電能即為總功，利用η=

W有

W總

×100%求出電動(dòng)機(jī)效率；
（3）總功減去有用功即為電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量，根據(jù)Q=I²Rt求出線圈的電阻．

解答：解：（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率：
P=UI=12V×2A=24W；
（2）提升物體做的有用功：
W_有=Gh=40N×1.8m=72J，
總功：
W_總=Pt=24W×4s=96J，
電動(dòng)機(jī)效率：
η=

W有

W總

×100%=

72J

96J

×100%=75%；
（3）電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量：
Q=W_總-W_有=96J-72J=24J，
根據(jù)Q=I²Rt可得，線圈的電阻：
r=

Q

I2t

=

24J

(2A)2×4s

=1.5Ω．
答：（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率為24W；
（2）電動(dòng)機(jī)效率為75%；
（3）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1.5Ω．

點(diǎn)評(píng)：在做本題時(shí)很多同學(xué)往往直接應(yīng)用歐姆定律而導(dǎo)致錯(cuò)誤，對(duì)于非純電阻電路一定要注意歐姆定律是不適用的，但焦耳定律仍然可以，只不過求出的只是電機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱的那一部分．