Question

3．一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A．在30s内可使该物体被匀速提升3m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
（1）电动机的输入功率；
（2）线圈的电阻．

Answer 1

分析 （1）由P=UI求出电动机的输入功率．
（2）电动机总功率等于热功率与输出功率之和，由P=Fv求出电动机的输出功率，然后求出线圈的热功率．由电功率公式Q=I²r的变形公式求出线圈电阻．

解答 解：（1）电动机的输入功率
P_入=UI=0.2×3 W=0.6 W．
（2）重物匀速上升，则F=mg=4N；
电动机提升重物的机械功率
重物上升的速度v=$\frac{x}{t}$=$\frac{3}{30}$=0.1s；
P_机=Fv=（4×0.1）W=0.4W．
根据能量关系P_入=P_机+P_Q，得热功率
P_Q=P_入-P_机=（0.6-0.4）W=0.2 W．
所产生热量Q=P_Qt=0.2×30 J=6 J．
根据焦耳定律Q=I²Rt，得线圈电阻R=5Ω．
答：（1）电动机的输入功率为0.6W；
（2）线圈的电阻为5Ω．

点评 电动机是非纯电阻电路，对于非纯电阻要注意明确公式的正确选择，注意应用电动机总功率等于输出功率与热功率之和这一功率关系．