Question

18．用電動機提升重物，在電能轉(zhuǎn)化為機械能的過程中，會有部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．如圖甲所示，已知電動機線圈電阻R=1Ω，電動機以恒定功率工作時，通過線圈電流I=2A，從某一時刻開始，繩對重物的拉力隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示．當(dāng)重物以v=1.2m/s的速度勻速上升t=5s的過程中（不計繩的重力和一切摩擦），求：
（1）電流通過線圈產(chǎn)生的熱量：
（2）重物勻速上升過程中拉力的功率：
（3）電壓表讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)$Q={I}_{\;}^{2}Rt$求出電流產(chǎn)生的熱量；
（2）根據(jù)圖乙，得出物體勻速上升的拉力，根據(jù)P=Fv求出拉力的功率；
（3）根據(jù)$P={I}_{\;}^{2}R$求出線圈的發(fā)熱功率，根據(jù)能量守恒列方程，輸入給電動機的電功率等于機械功率和熱功率之和

解答 解：（1）線圈產(chǎn)生的熱量$Q={I}_{\;}^{2}Rt=20J$
（2）由圖可得，重物勻速上升時F=80N
拉力的功率P=Fv=80×1.2=96W
（3）電動機正常工作時，電壓表示數(shù)為U，則
$UI=Fv+{I}_{\;}^{2}R$
得U=50V
答：（1）電流通過線圈產(chǎn)生的熱量20J：
（2）重物勻速上升過程中拉力的功率96W：
（3）電壓表讀數(shù)50V

點評 本題考查了焦耳定律、做功公式、功率公式的綜合應(yīng)用，要注意電動機是非純電阻用電器，消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為電熱，一部分轉(zhuǎn)化為機械能．