Question

3．某電源電動勢E=3.2V，內(nèi)阻r=1Ω，為一小型電動機供電，此電動機提升重為4N物體時，通過它的電流為0.2A．在30秒內(nèi)可使物體勻速提升3米．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）電源的效率；
（3）提升重物30秒內(nèi)，電動機產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）由P=UI求出電動機的輸入功率．
（2）根據(jù)電源的效率公式可求得電源的效率；
（3）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，然后求出線圈的熱量．

解答 解：（1）電源的路端電壓U=E-Ir=3.2-1×0.2=3V；
電動機的輸入功率P_入=UI=0.2×3 W=0.6 W．
（2）電源的效率η=$\frac{U}{E}×100%$=$\frac{3}{3.2}×100%$=93.75%；
（3）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，得出熱的功率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．
答：（1）電動機的輸入功率為0.6W．
（2）電源的效率為93.75%；
（3）線圈電阻產(chǎn)生的熱量為6J．

點評 本題考查電功率公式以及閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，要注意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．