Question

（10分）一臺小型電動機在3 V電壓下工作，用此電動機提升所受重力為4 N的物體時，通過它的電流是0.2 A．在30 s內可使該物體被勻速提升3 m．若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失，求：
(1)電動機的輸入功率；
(2)在提升重物的30 s內，電動機線圈所產生的熱量；
(3)線圈的電阻．

Answer 1

(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω

試題分析：(1)電動機的輸入功率P_入＝UI＝0.2×3 W＝0.6 W.
(2)電動機提升重物的機械功率P_機＝Fv＝(4×3/30) W＝0.4 W.
根據能量關系P_入＝P_機＋P_Q，得生熱的功率P_Q＝P_入－P_機＝(0.6－0.4)W＝0.2 W.
所生熱量Q＝P_Qt＝0.2×30 J＝6 J.
(3)根據焦耳定律Q＝I²Rt，得線圈電阻R＝＝Ω＝5 Ω.
點評：對于電動機，由于消耗的電能轉化為機械能和焦耳熱，由能量守恒定律可知部分電路歐姆定律不再使用，這是學生易錯的地方