Question

(11分)利用电动机通过如图20所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，

求（1）电动机线圈的电阻R₁ (2)电动机以稳定的速度匀速提升重物时，消耗的电功率

(3) 电动机以稳定的速度匀速提升重物时，输出的电功率

(4)重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g取10 m/s²)．

 

Answer 1

【答案】

2欧姆（2分）   2W （3分）  1.5W （3分）  1.5m/s（3分）

【解析】设电动机内阻为r′

当将重物固定时I＝＝1 A

R＋r′＝U/I＝5 Ω，r′＝2 Ω

当重物不固定时I′＝＝0.5 A

P_出＝UI′＝2.75 W，P_R＋P_r′＝I′²(R＋r′)＝1.25 W

所以重物的功率P＝P_出－P_R－P_r′＝mgv，

解得v＝1.5 m/s

本题考查非纯电阻电路功率的计算，当重物固定时电动机为纯电阻电路，由热功率公式可求得电动机内阻，当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，输出的电功率完全转化为重物的重力势能，消耗的电功率为EI