Question

5．如图所示，为用一直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg，恒定电压U=110V，不计摩擦，当电动机以0.85m/s恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，求电动机线圈的电阻R（g=10m/s²）．

Answer 1

分析 电流通过直流电动机做功，消耗电能（W_电=UIt）转化为机械能（W_机=mgh）和内能（W_内=I²Rt），可求转化为的内能大小，再根据W_内=I²Rt求电动机线圈的电阻．

解答 解：在时间t内电流通过直流电动机做功；
W_电=UIt，
在时间t内得到的机械能：
W_机=mgh=mgvt，
在时间t内，在电动机线圈的电阻转化的内能：
W_内=I²Rt，
根据能量关系可知，W_电=W_机+W_内，UIt=mgvt+I²Rt，
则UI=mgv+I²R，
即：110V×5A=50kg×10N/kg×0.85m/s+（5A）²R
解得：R=5Ω；
答：电动机线圈的电阻R为5Ω．

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）．