Question

如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为110V且保持不变，电路中的电流是5A，质量为50kg的重物在电动机带动下以0.9m/s的速度匀速上升5S，不计各处摩擦，则
（1）电动机克服物重做了多少功？
（2）线圈的电阻产生的热量是多少？
（3）电动机线圈的电阻是多少Ω？（g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）由速度公式可求得重物上升的高度，则由W=mgh可求得电动机克服重力所做的功；
（2）电流通过直流电动机做功，消耗电能转化为机械能和内能，则由W=UIt求得电能，则由电能减去增加的机械能即可求转化为的热量；
（3）热量来源于线圈电阻上电流所做的功，则由Q=I²Rt可求得电阻．

解答：解：（1）物体上升的高度h=vt=0.9m/s×5s=4.5m；
则物体克服重力所做的功W_G=mgh=50kg×10N/kg×4.5m=2250J；
（2）消耗的电能W_电=UIt=110V×5A×5s=2750J；
则产生的热量Q=W_电-W_G=2750J-2250J=500J；
（3）由Q=I²Rt可得：
R=

Q

I2t

=

500J

(5A)2×5s

=4Ω；
答：（1）电动机克服重力做功2250J；（2）产生的热量为500J；（3）线圈电阻为4Ω．

点评：本题解题的关键在于明确能量的转化的方向，知道消耗的电能转化为了机械能和热量，则可求得热量；同时明确热量是由于线圈内阻发热产生的．