Question

20．用直流电动机提升重物，电源电压为40V 且保持不变，电路中的电流是2A，电动机线圈的电阻是5Ω，有一个重物在电动机带动下以1m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则重物重为（　　）

• A． 100N
• B． 80N
• C． 60N
• D． 20N

Answer 1

分析 本题为非纯电阻电路，所以欧姆定律不适用．可以由能量的转化和守恒来解答．电动机消耗的总功一部分用来输出功，另一部分被电机消耗．而消耗部分可以由焦耳定律求解．

解答 解：电动机中消耗的总功率：
P=UI=40V×2A=80W
电机输出的机械功率等于物体克服重力做功的功率：
P₁=Fv=Gv=G×1m/s
由能量守恒得电机热功率等于总功率与输入功率的差：
P₂=P-P₁=80W-G×1m/s
由焦耳定律知电机的发热功率为：P₂=I²R
80W-G×1m/s=（2A）²×5Ω
解得：
G=60N．
故选：C．

点评 在做本题时很多同学往往直接应用欧姆定律而导致错误，对于非纯电阻电路一定要注意欧姆定律是不适用的，但焦耳定律仍然可以，只不过求出的只是电机内阻发热的那一部分．