Question

20．如圖用某一直流電動(dòng)機(jī)來(lái)提升重物，重物的質(zhì)量m=50kg．當(dāng)電壓U₁=12V時(shí)沒有提起重物，這時(shí)電流為I₁=3A．當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電壓為U₂=110V，重物被提起．不計(jì)各種摩擦，當(dāng)重物向上運(yùn)動(dòng)的速率恒定時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I₂=5.0A，求：重物被電動(dòng)機(jī)勻速提升時(shí)的速率？（取g=10m/s²）．

Answer 1

分析 當(dāng)電壓U₁=12V時(shí)沒有提起重物，這時(shí)電流為I₁=3A，根據(jù)歐姆定律知電動(dòng)機(jī)電阻，電動(dòng)機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為提升重物的機(jī)械能和內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律列出電動(dòng)機(jī)消耗的電功率與輸出的機(jī)械功率與發(fā)熱功率的關(guān)系式，求出重物被電動(dòng)機(jī)勻速提升時(shí)的速率．

解答 解：當(dāng)電壓U₁=12V時(shí)沒有提起重物，這時(shí)電流為：I₁=3A，
根據(jù)歐姆定律知電動(dòng)機(jī)電阻為：R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{12}{3}$=4Ω
根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得：
U₂I₂=mgv+I₂²R
代入數(shù)據(jù)為：110×5=50×10v+5²×4
解得：v=0.9m/s
答：重物被電動(dòng)機(jī)勻速提升時(shí)的速率為0.9m/s．

點(diǎn)評(píng) 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，抓住能量如何轉(zhuǎn)化列方程是關(guān)鍵．