問題詳情:
某視頻展示臺配套使用的投影幕是依靠電動機來控制升降的,小明用如圖所示的電路進行模擬研究,電路中直流電動機的線圈電阻爲2Ω,R0爲阻值是10Ω的定值電阻,電源電壓保持12V不變,閉合開關S,當電動機正常工作時,勻速提升重爲0.4N的物體,此時電壓表示數爲6V.求:
(1)電動機正常工作時,透過它的電流是多大?
(2)電動機正常工作2s所消耗的電能是多少?
(3)若電動機正常工作時,有5%的機械能用來提升物體,物體在2s內上升的高度是多少?
【回答】
(1)0.6A(2)7.2J(3)0.72m
【解析】
由圖知,電阻R0和電動機串聯,電壓表測量電動機兩端的電壓,
(1)根據串聯電路電壓的規律可得,R0兩端的電壓:U0=U-UM=12V-6V=6V;
因串聯電路電流處處相等,則電動機正常工作時,透過它的電流:
I===0.6A;
(2)電動機正常工作2s所消耗的電能:
W=UMIt=6V×0.6A×2s=7.2J;
(3)電動機正常工作時產生的熱量:
Q=I2RMt=(0.6A)2×2Ω×2s=1.44J,
電能轉化爲的機械能:
W機械能=W-Q=7.2J-1.44J=5.76J;
由題意可知,提升物體做的功:
W有用=ηW機械能=5%×5.76J=0.288J,
由W=Gh可得,物體在2s內上升的高度:
h===0.72m。
知識點:功
題型:計算題