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物理考题:如图是直流电动机提升重物的示意图.电源电压为220V且保持不

2024-01-15 12:32:03信息公告497

如图是直流电动机提升重物的示意图,电源电压为220V且保持不变,电路中的电流是4A,质量为90kg的重物在电动机带动下以0.8m/s的速度匀速上升.不计各处摩擦,则电动机线圈的电阻是________Ω,该直流电动机工作时的机械效率是________.(g取10N/kg,计算结果保留两位有效数字)

试题答案

10    82%MXU物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

电流通过直流电动机做功,消耗电能(W=UIt)转化为机械能(W=mgh)和内能(Q=I2Rt),可求转化为的内能大小,再根据Q=I2Rt求电动机线圈的电阻;MXU物理好资源网(原物理ok网)

知道了消耗的电能(总能量)和转化的机械能(有用能量),利用效率公式求直流电动机工作时的机械效率.MXU物理好资源网(原物理ok网)

解答:在时间t内电流通过直流电动机做功(消耗电能):MXU物理好资源网(原物理ok网)

W=UIt,MXU物理好资源网(原物理ok网)

在时间t内得到的机械能:MXU物理好资源网(原物理ok网)

W=mgh=mgvt,MXU物理好资源网(原物理ok网)

在时间t内,在电动机线圈的电阻转化的内能:MXU物理好资源网(原物理ok网)

Q=I2Rt,MXU物理好资源网(原物理ok网)

∵由题知,W=W+Q,UIt=mgvt+I2Rt,MXU物理好资源网(原物理ok网)

∴UI=mgv+I2R,MXU物理好资源网(原物理ok网)

即:220V×4A=90kg×10N/kg×0.8m/s+(4A)2RMXU物理好资源网(原物理ok网)

解得:R=10Ω;MXU物理好资源网(原物理ok网)

η====≈82%.MXU物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:10;82%.MXU物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了消耗电能(电功)的计算、功的计算、效率的计算.特别是要知道电动机不是纯电阻用电器,电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能(发热).MXU物理好资源网(原物理ok网)