Question

11．用一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)提升質(zhì)量為50千克的貨物，已知電源電壓為100伏，不計(jì)各種摩擦．當(dāng)電動(dòng)機(jī)以0.9米/秒的速度向上勻速提升貨物時(shí)，電路中的電流為5安，則電動(dòng)機(jī)在1分鐘內(nèi)對貨物做的功是2.7×10⁴焦，線圈的電阻為2歐．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出貨物移動(dòng)的距離，然后利用W=Gh計(jì)算對貨物做的功；
（2）電流通過直流電動(dòng)機(jī)做功，消耗電能（W_電=UIt）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（W_機(jī)=mgh）和內(nèi)能（W_內(nèi)=I²Rt），可求轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能大小，再根據(jù)W_內(nèi)=I²Rt求電動(dòng)機(jī)線圈的電阻．

解答 解：
（1）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，貨物向上移動(dòng)的距離：
h=s=vt=0.9m/s×60s=54m，
對貨物做的功：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×54m=2.7×10⁴J，
（2）在1分鐘內(nèi)電流通過直流電動(dòng)機(jī)做的功（消耗的電能）：
W_電=UIt=100V×5A×60s=3×10⁴J，
在1分鐘內(nèi)得到的機(jī)械能：W_機(jī)=W=2.7×10⁴J，
根據(jù)能量守恒可知，電能轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能：
W_內(nèi)=W_電-W_機(jī)=3×10⁴J-2.7×10⁴J=3×10³J，
由W_內(nèi)=Q=I²Rt可得：3×10³J=（5A）²×R×60s，
解得：R=2Ω；
故答案為：2.7×10⁴；2．

點(diǎn)評 本題考查了消耗電能（電功）的計(jì)算、功的計(jì)算、效率的計(jì)算．特別是要知道電動(dòng)機(jī)不是純電阻用電器，電流做功消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（發(fā)熱）．