Question

如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈r＝1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：

小题1:电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
小题2:电动机输入功率和输出功率各是多少？
小题3:10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
小题4:这台电动机的机械效率是多少？

Answer 1

小题1:1 W
小题2:4 W
小题3:2 m
小题4:80%.

(1)根据焦耳定律，热功率为：
P_Q＝I²r＝1²×1 W＝1 W.
(2)电功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积
P_入＝IU＝1×5 W＝5 W.
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率
P_出＝P_入－P_Q＝5 W－1 W＝4 W.
(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10 s内P_出t＝mgh.解得h＝＝ m＝2 m.
(4)机械效率η＝P_出/P_入＝80%.