Question

1．實驗小組用圖甲所示的裝置來提升重物M，圖乙是物體上升過程中某段時間內s-t圖線．已知電動機內線圈電阻為10Ω，物體重為2N，閉合開關后，在2.4s～2.8s這段時間內，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.2A和10V，（不計繩重和摩擦）求：
（1）電動機輸出功率；
（2）在2.4s～2.8s這段時間內整個裝置的效率．

Answer 1

分析 （1）由電功率公式求出熱功率與總功率，然后求出電動機的輸出功率．
（2）由圖乙可知在2.4s～2.8s這段時間內重物提升的高度，知道物體重，利用W=Gh求這段時間內該裝置提升重物做得有用功；知道電流表和電壓表的示數(shù)，即加在電動機兩端的電壓和通過的電流，又知道通電時間，利用W=UIt求消耗的電能，應用效率公式求電動機的效率．

解答 解：（1）電動機線圈的熱功率：
P_熱=I²R=（0.2A）²×10Ω=0.4W，
電動機總功率：P=UI=10V×0.2A=2W，
電動機的輸出功率：
P_輸出=P-P_熱=2W-0.4W=1.6W；
（2）由圖乙可知在2.4s～2.8s這段時間內，
重物提升的高度：s=0.75m-0.55m=0.2m，
有用功：W_有用=Gh=2N×0.2m=0.4J；
通電時間：t=2.8s-2.4s=0.4s，
總功：W_總=UIt=10V×0.2A×0.4s=0.8J，
電動機的效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.8J}$×100%=50%．
答：（1）電動機輸出功率為1.6W；
（2）在2.4s～2.8s這段時間內整個裝置的效率為50%．

點評 本題考查了有用功、總功、效率的計算，能從圖中得出相關信息、靈活運用公式計算是本題的關鍵．