Question

如圖10所示為電動機提升重物的裝置，電動機線圈電阻為r＝1 Ω，電動機兩端電壓為5 V，電路中的電流為1 A，物體A重20 N，不計摩擦力，求：
(1)電動機線圈電阻上消耗的熱功率是多少？
(2)電動機的輸入功率和輸出功率各是多少？
(3)10 s內，可以把重物A勻速提升多高？
(4)這臺電動機的機械效率是多少？

Answer 1

(1)根據焦耳定律，熱功率為
P_Q＝I²r＝1²×1 W＝1 W.                           （2分）
(2)輸入功率等于輸入電流與電動機兩端電壓的乘積
P_入＝IU＝1×5 W＝5 W                            （2分）
輸出功率等于輸入功率減去發熱消耗的功率
P_出＝P_入－P_Q＝5 W－1 W＝4 W.                       (2分)
(3)電動機的輸出功率用來提升重物，轉化為機械功率，在10 s內P_出t＝mgh.                                         解得h＝＝ m＝2 m.                        (3分)
(4)機械效率η＝＝×100%＝80%.                    (3分)

略