Question

18．某直流電動機(jī)提升重物，當(dāng)電動機(jī)的工作電壓U=110V時(shí)，電動機(jī)穩(wěn)定的向上勻速提升重物，電路中的電流I=4A．電動機(jī)的線圈的電阻是R=5Ω．
求（1）電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱功率P_熱．
（2）電動機(jī)消耗的電功率P．
（3）電動機(jī)輸出的機(jī)械功率P_機(jī)．
（4）若提升的物體質(zhì)量為m=40Kg，求重物運(yùn)動的速度大小v．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）由P=I²R求出電動機(jī)線圈產(chǎn)生焦耳熱的功率P_熱；
（2）已知電動機(jī)兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)P=UI求出電動機(jī)的耗電功率；
（3）根據(jù)P=UI求電動機(jī)的耗電功率，再根據(jù)P=I²R 求出電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱功率，最后由電動機(jī)消耗的功率減去線圈產(chǎn)生的熱功率即為電動機(jī)輸出的機(jī)械功率；
（4）根據(jù)P_機(jī)=Gv，可求出重物運(yùn)動的速度大��；

解答 解：（1）由P=I²R求出電動機(jī)線圈產(chǎn)生焦耳熱的功率P_熱=I²R=5²×4W=100W
（2）電動機(jī)的耗電功率P_電=UI=110V×5A=550W；
（3）電動機(jī)的機(jī)械功率P_機(jī)械=UI-I²R=550W-100W=450W；
（4）根據(jù)P_機(jī)=Gv，可求出重物運(yùn)動的速度大小v=$\frac{{P}_{機(jī)}}{G}=\frac{450}{360}m/s=1.25m/s$
答：（1）求電動機(jī)線圈產(chǎn)生焦耳熱的功率P_熱為100W；
（2）求電動機(jī)消耗的電功率P為550W；
（3）求電動機(jī)輸出的機(jī)械功率P_機(jī)為450W；
（4）若提升的重物重力G=360N，求重物運(yùn)動的速度大小v為1.25m/s．

點(diǎn)評 本題考查了消耗電能（電功）的計(jì)算、功的計(jì)算、效率的計(jì)算．特別是要知道電動機(jī)不是純電阻用電器，電流做功消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（發(fā)熱）．