Question

17．如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1Ω，电动机两端电压为5V，电路中的电流为1A，物体A重20N，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）电动机输入功率和输出功率各是多少？
（3）这台电动机的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根据P_热=I²r求解热功率；
（2）根据P=UI求解电功率，根据P_出=P-P_热求解输出功率；
（3）机械效率$η=\frac{P_出}{P_总}×100%$．

解答 解：（1）根据焦耳定律，热功率为：
P_热=I²r=1²×1W=1W 
（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=1×5W=5W
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率：
P_出=P_入-P_热=5 W-1 W=4 W；
（3）机械效率：
$η=\frac{P_出}{P_入}×100%=80%$
答：（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是1W；  
（2）电动机输入功率和输出功率各是5W、4W；  
（3）这台电动机的机械效率是80%．

点评 本题考查了电功公式和焦耳定律的应用，关键是知道电动机消耗的电能减去线圈产生的热量即为电动机输出的机械能．