Question

5．某一直流電動機提升重物的裝置，如圖所示，重物的質量m=50kg，電源提供給電動機的電壓為U=110V，不計各種摩擦，當電動機以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物時，電路中的電流強度I=5.0A，求電動機的功率是多少？線圈電阻R為多少？電動機提升重物的效率η？（取g=10m/s²）．

Answer 1

分析 電流通過直流電動機做功，消耗電能（W_電=UIt）轉化為機械能（W_機=mgvt）和內能（W_內=I²Rt），可求內阻消耗的功率，再根據(jù)P_內=I²R求電動機線圈的電阻；
知道了消耗的電能（總能量）和轉化的機械能（有用能量），利用效率公式求直流電動機工作時的機械效率．

解答 解：（1）電動機的輸入功率P=UI=110V×5A=550W；
（2）電動機的輸出功率P₁=mgv，
電動機發(fā)熱功率P₂=I²R，
而P₂=P-P₁，即I²R=UI-mgv，
代入數(shù)據(jù)解得：R=4Ω；
（3）電動機提升重物的效率η=$\frac{P_1}{P}=\frac{mgv}{UI}=\frac{50×10×0.9}{110×5}=82%$；
答：電動機的功率是550W；線圈電阻R為4Ω；電動機提升重物的效率η為82%．

點評 本題考查了消耗電能（電功）的計算、功的計算、效率的計算．特別是要知道電動機不是純電阻用電器，電流做功消耗的電能大部分轉化為機械能、少部分轉化為內能（發(fā)熱）．