Question

1．如圖所示，用直流電動(dòng)機(jī)來(lái)提升重物．已知電源電壓為12V，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為1Ω，電阻R的阻值為6Ω，物體質(zhì)量4.25kg，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，物體勻速上升，電壓表的示數(shù)為9V，不計(jì)繩的重力和一切摩擦．求：
（l）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率．
（2）物體上升的速度．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 以電阻R為研究對(duì)象，由歐姆定律求出通過(guò)R的電流，即為通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流．已知電阻和電流的大小，根據(jù)公式P_熱=I²R可求電動(dòng)機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率，根據(jù)公式P=UI可求總功率，總功率減去發(fā)熱功率就是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，從而求出重物勻速上升的速度．

解答 解：
（1）R的電壓U_R=12V-9V=3V，
通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{3V}{6Ω}$=0.5A；
電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為：P_熱=I²R_{電動(dòng)機(jī)}=（0.5A）²×1Ω=0.25W；
（2）電動(dòng)機(jī)的額定功率為P=UI=9V×0.5A=4.5W，
所以電動(dòng)機(jī)機(jī)械功率為P_機(jī)=P-P_熱=4.5W-0.25W=4.25W；
又因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)勻速提升重物，
所以P_機(jī)=Fv=mgv=4.25kg×10N/kg•v=4.25W
即v=0.1m/s．
答：（1）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是0.25W；
（2）重物勻速上升的速度是0.1m/s．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)電路區(qū)分是純電阻電路還是非純電阻電路，可從從能量轉(zhuǎn)化的角度理解：電能全部轉(zhuǎn)化內(nèi)能時(shí)，是純電阻電路．電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他能時(shí)，是非純電阻電路．