Question

如圖所示，為電動機提升重物的裝置，電動機線圈r＝1 Ω，電動機兩端電壓為5 V，電路中的電流為1 A，物體A重20 N，不計摩擦力，求：

小題1:電動機線圈電阻上消耗的熱功率是多少？
小題2:電動機輸入功率和輸出功率各是多少？
小題3:10 s內，可以把重物A勻速提升多高？
小題4:這臺電動機的機械效率是多少？

Answer 1

小題1:1 W
小題2:4 W
小題3:2 m
小題4:80%.

(1)根據焦耳定律，熱功率為：
P_Q＝I²r＝1²×1 W＝1 W.
(2)電功率等于輸入電流與電動機兩端電壓的乘積
P_入＝IU＝1×5 W＝5 W.
輸出功率等于輸入功率減去發熱消耗的功率
P_出＝P_入－P_Q＝5 W－1 W＝4 W.
(3)電動機輸出的功率用來提升重物轉化為機械功率，在10 s內P_出t＝mgh.解得h＝＝ m＝2 m.
(4)機械效率η＝P_出/P_入＝80%.