Question

如图所示，是某直流电动机提升重物的装置．当电动机的工作电压U=110V时，电动机稳定地向上匀速提升重物，电路中的电流I=5A．电动机线圈的电阻R=4Ω．
（1）求电动机线圈产生焦耳热的功率P_热；
（2）求电动机消耗的电功率P；
（3）求电动机输出的机械功率P_机；
（4）若提升的重物重力G=360N，求重物运动的速度大小v．

Answer 1

分析：（1）由P=I²R求出电动机线圈产生焦耳热的功率P_热；
（2）已知电动机两端的电压和通过的电流，根据P=UI求出电动机的耗电功率；
（3）根据P=UI求电动机的耗电功率，再根据P=I²R 求出电动机线圈产生的热功率，最后由电动机消耗的功率减去线圈产生的热功率即为电动机输出的机械功率；
（4）根据P_机=Gv，可求出重物运动的速度大小；

解答：解：（1）由P=I²R求出电动机线圈产生焦耳热的功率P_热=I²R=5²×4W=100W
（2）电动机的耗电功率P_电=UI=110V×5A=550W；
（3）电动机的机械功率P_机械=UI-I²R=550W-100W=450W；
（4）根据P_机=Gv，可求出重物运动的速度大小v=

P机

G

=

450

360

m/s=1.25m/s
答：（1）求电动机线圈产生焦耳热的功率P_热为100W；
（2）求电动机消耗的电功率P为550W；
（3）求电动机输出的机械功率P_机为450W；
（4）若提升的重物重力G=360N，求重物运动的速度大小v为1.25m/s．

点评：本题考查了消耗电能（电功）的计算、功的计算、效率的计算．特别是要知道电动机不是纯电阻用电器，电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能（发热）．