Question

6．如圖所示，小樂用電動玩具中的小型直流電動機(jī)來提升重物，當(dāng)把電動機(jī)接入電壓U為3伏的電路中，電動機(jī)正常工作，測得此時(shí)電流表示數(shù)是I₂=1.0A，且6秒鐘將質(zhì)量m=1.2千克的重物勻速提起1米，不計(jì)各種摩擦．（g=10牛/千克）求：
（1）電動機(jī)正常工作時(shí)的效率；
（2）電動機(jī)線圈的電阻r．

Answer 1

分析 （1）利用W=UIt求消耗電能（電流做功），利用W=Gh=mgh求電動機(jī)做的有用功，利用效率公式求電動機(jī)正常工作時(shí)的效率；
（2）電流通過電動機(jī)做的額外功等于消耗的電能減去電動機(jī)做的有用功，再利用Q=W_額=I²rt求電動機(jī)線圈的電阻．

解答 解：
（1）消耗電能：
W_電=UIt=3V×1.0A×6s=18J，
電動機(jī)做的有用功：
W_有用=Gh=mgh=1.2kg×10N/kg×1m=12J，
電動機(jī)正常工作時(shí)的效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{電}}$=$\frac{12J}{18J}$×100%≈66.7%；
（2）電流通過電動機(jī)做的額外功：
W_額=W_電-W_有用=18J-12J=6J，
由W_額=I²rt得電動機(jī)線圈的電阻：
r=$\frac{{W}_{額}}{{I}^{2}t}$=$\frac{6J}{（1.0A）^{2}×6s}$=1Ω．
答：（1）電動機(jī)正常工作時(shí)的效率為66.7%；
（2）電動機(jī)線圈的電阻為1Ω．

點(diǎn)評 本題考查了電功公式、效率公式、焦耳定律的應(yīng)用，注意對于電動機(jī)電路，在電動機(jī)正常工作的情況下，不能運(yùn)用歐姆定律求電動機(jī)線圈的電阻．