Question

如图10所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为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：
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？
(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
(4)这台电动机的机械效率是多少？

Answer 1

(1)根据焦耳定律，热功率为
P_Q＝I²r＝1²×1 W＝1 W.                           （2分）
(2)输入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                            （2分）
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.                       (2分)
(3)电动机的输出功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s内P_出t＝mgh.                                         解得h＝＝ m＝2 m.                        (3分)
(4)机械效率η＝＝×100%＝80%.                    (3分)

略