Question

14．如圖所示是用直流電動(dòng)機(jī)提升物體的裝置，給電動(dòng)機(jī)供電的電源電壓保持在110V不變，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為4Ω，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)通過線圈的電流為5A，被提升物體的重力為500N，請(qǐng)計(jì)算：
（1）電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱而損失的功率；
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率；
（3）電動(dòng)機(jī)提升物體時(shí)物體上升的速度．

Answer 1

分析 （1）由P=I²R計(jì)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱而損失的功率；
（2）由P=UI計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電功率；
（3）電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)化中：P_電=P_熱+P_機(jī)械，物體勻速上升時(shí)：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=Gv．由此計(jì)算物體上升的速度．

解答 解：
（1）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱而損失的功率：
P_熱=I²R=（5A）²×4Ω=100W；
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率：
P_電=UI=110V×5A=550W；
（3）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，則：P_電=P_熱+P_機(jī)械，
所以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率：P_機(jī)械=P_電-P_熱=550W-100W=450W，
物體上升，物體受到的拉力F與其重力G是一對(duì)平衡力，即有F=G，
所以：P_機(jī)械=Fv=Gv，
所以物體上升的速度：
v=$\frac{{P}_{機(jī)械}}{G}$=$\frac{450W}{500N}$=0.9m/s．
答：（1）電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱而損失的功率100W；
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率550W；
（3）電動(dòng)機(jī)提升物體時(shí)物體上升的速度0.9m/s．

點(diǎn)評(píng) 本題是關(guān)于電動(dòng)機(jī)的問題，考查了電功率、功率計(jì)算公式的靈活運(yùn)用，電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，公式使用上要注意．