某一用直流电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1Ω，电动机两端电压恒为5V，物体A重20N．某时刻电

Question

某一用直流电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1Ω，电动机两端电压恒为5V，物体A重20N．某时刻电路中的电流为1A，不计摩擦力，求：（1）此时电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？（2）此时电动机的输入功率和输出功率各是多少？10s内可以把重物A匀速提升多高？（3）电动机对该重物的最大提升速度是多少？

Answer 1

（1）根据焦耳定律，热功率为
P_Q=I²r=1²×1 W=1 W．
（2）输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积
P_入=IU=1×5 W=5 W
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率
P_出=P_入-P_Q=5 W-1 W=4 W．
电动机的输出功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s内P_出t=mgh．
解得h=

P出t

mg

=

4×10

20

 m=2 m．
（3）当牵引力等于重力时，速度最大，根据v=

P出

mg

=

4

20

＝0.2m/s
答：（1）此时电动机线圈电阻上消耗的热功率是1W；
（2）此时电动机的输入功率为5W，输出功率是4W，10s内可以把重物A匀速提升2m；
（3）电动机对该重物的最大提升速度是0.2m/s．