Question

【題目】一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在3V電壓下工作，用此電動(dòng)機(jī)提升所受重力為4N的物體時(shí)，通過(guò)它的電流是0.2A．在30s內(nèi)可使該物體被勻速提升3m．若不計(jì)除電動(dòng)機(jī)線圈生熱之外的能量損失，求：
（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率；
（2）在提升重物的30s內(nèi)，電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量；
（3）線圈的電阻．

Answer 1

【答案】
（1）解：電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入=UI=0.2×3 W=0.6 W．

答：電動(dòng)機(jī)的輸入功率為0.6W．

（2）解：電動(dòng)機(jī)提升重物的機(jī)械功率P機(jī)=Fv=（4×3/30）W=0.4 W．

根據(jù)能量關(guān)系P入=P機(jī)+PQ，得生熱的功率PQ=P入﹣P機(jī)=（0.6﹣0.4）W=0.2 W．

所生熱量Q=PQt=0.2×30 J=6 J．

答：線圈電阻產(chǎn)生的熱量為6J．

（3）解：由焦耳定律Q=I2Rt，得線圈電阻R= = Ω=5Ω．

答：線圈電阻為5Ω．

【解析】（1）由P=UI求出電動(dòng)機(jī)的輸入功率．（2）電動(dòng)機(jī)總功率等于熱功率與輸出功率之和，由P=Fv求出電動(dòng)機(jī)的輸出功率，然后求出線圈的熱功率．（3）由電功率公式Q=I2r的變形公式求出線圈電阻．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用電功率和電功和周期和頻率的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功.電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計(jì)算電功普遍適用的公式. ? 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計(jì)算電功率普遍適用的公式；周期和頻率--周期T:交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間；在一個(gè)周期內(nèi)，交流電的方向變化兩次；頻率f:交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù).角頻率:ω=2π/T=2πf．