Question

小明總愛在家里做些課外小實驗．在學了電學知識后，小明與同學合作組裝了一個如圖所示的實驗裝置，他想通過該實驗測算小電動機提升重物的效率．當他閉合開關后，通過調整實驗裝置，使鉤碼在10s內勻速上升了0.6m，并觀察到電壓表和電流表的示數分別為3V和0.2A．已知鉤碼的質量為50g，求：
（1）電動機在鉤碼勻速上升的10s內消耗的電能
（2）在鉤碼勻速上升的過程中，電動機提升鉤碼的效率為多少？

Answer 1

分析：（1）已知電源電壓和通過的電流，以及通電時間，根據公式W=UIt可求消耗的電能．
（2）已知鉤碼的質量和升高的高度，根據公式W=Gh可求電動機提升鉤碼做的有用功，有用功與消耗電能的比值就是電動機提升鉤碼的效率．

解答：解：（1）電動機在鉤碼勻速上升的10s內消耗的電能W=UIt=3V×0.2A×10s=6J．
答：電動機在鉤碼勻速上升的10s內消耗的電能為6J．
（2）電動機提升鉤碼做的有用功W_有用=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×0.6m=0.3J，
W_總=W，
所以電動機提升鉤碼的效率為η=

W有用

W總

=

0.3J

6J

=5%．
答：電動機提升鉤碼的效率為5%．

點評：本題考查消耗電能和效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，解題過程中要注意單位的換算．