Question

4．某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m=50kg，電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U=110V，不計(jì)各種摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物時(shí)，電路中的電流I=5.0A，求：電動(dòng)機(jī)的線圈電阻（取g=10m/s²）

Answer 1

分析 電流通過直流電動(dòng)機(jī)做功，消耗電能（W_電=UIt）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（W_機(jī)=mgh）和內(nèi)能（W_內(nèi)=I²Rt），可求轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能大小，再根據(jù)W_內(nèi)=I²Rt求電動(dòng)機(jī)線圈的電阻；

解答 解：（1）在時(shí)間t內(nèi)電流通過直流電動(dòng)機(jī)做功（消耗電能）：
W_電=UIt，
在時(shí)間t內(nèi)得到的機(jī)械能：
W_機(jī)=mgh=mgvt，
在時(shí)間t內(nèi)，在電動(dòng)機(jī)線圈的電阻轉(zhuǎn)化的內(nèi)能：
W_內(nèi)=I²Rt，
由題知，W_電=W_機(jī)+W_內(nèi)，UIt=mgvt+I²Rt，
則UI=mgv+I²R，
即：110V×5A=50kg×10N/kg×0.9m/s+（5A）²R
解得：R=4Ω；
答：電動(dòng)機(jī)線圈電阻為4Ω

點(diǎn)評(píng) 本題考查了消耗電能的計(jì)算、功的計(jì)算、效率的計(jì)算．特別是要知道電動(dòng)機(jī)不是純電阻用電器，電流做功消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（發(fā)熱）．