Question

【题目】一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A．在30s内可使该物体被匀速提升3m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
（1）电动机的输入功率；
（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；
（3）线圈的电阻．

Answer 1

【答案】
（1）解：电动机的输入功率P入=UI=0.2×3 W=0.6 W．

答：电动机的输入功率为0.6W．

（2）解：电动机提升重物的机械功率P机=Fv=（4×3/30）W=0.4 W．

根据能量关系P入=P机+PQ，得生热的功率PQ=P入﹣P机=（0.6﹣0.4）W=0.2 W．

所生热量Q=PQt=0.2×30 J=6 J．

答：线圈电阻产生的热量为6J．

（3）解：由焦耳定律Q=I2Rt，得线圈电阻R= = Ω=5Ω．

答：线圈电阻为5Ω．

【解析】（1）由P=UI求出电动机的输入功率．（2）电动机总功率等于热功率与输出功率之和，由P=Fv求出电动机的输出功率，然后求出线圈的热功率．（3）由电功率公式Q=I2r的变形公式求出线圈电阻．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用电功率和电功和周期和频率的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能.因此电功W=qU=UIt，这是计算电功普遍适用的公式. ? 单位时间内电流做的功叫电功率，P=W/t=UI，这是计算电功率普遍适用的公式；周期和频率--周期T:交流电完成一次周期性变化所需的时间；在一个周期内，交流电的方向变化两次；频率f:交流电在1s内完成周期性变化的次数.角频率:ω=2π/T=2πf．