（2013•呼和浩特）如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变成内能．已知线圈电阻1.5Ω，电动机正常工作时，通过线圈电流2A，物体质

Question

（2013•呼和浩特）如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变成内能．已知线圈电阻1.5Ω，电动机正常工作时，通过线圈电流2A，物体质量540g，以10m/s匀速上升，不计绳的重力和一切摩擦．物体上升20s的过程中．求：
（1）电压表读数；
（2）电流通过线圈产生的热量；
（3）提升物体的有用功；
（4）电动机工作效率．

Answer 1

（1）电动机做功的功率：
P_机械=(W)/(t)=(Gh)/(t)=(mgh)/(t)=mgv=0.54kg×10N/kg×10m/s=54W，
线圈的发热功率：
P_线圈=I²R=（2A）²×1.5Ω=6W，
电动机的功率：
P=P_机械+P_线圈=54W+6W=60W，
∵P=UI，
∴电动机两端的电压即电压表的示数：
U=(P)/(I)=(60W)/(2A)=30V；
（2）电流通过线圈产生的热量：
Q=W=P_线圈t=6W×20s=120J；
（3）提升物体的有用功：
W_有=P_机械t=54W×20s=1080J；
（4）电动机消耗的电能：
W=Pt=60W×20s=1200J，
电动机工作效率：
η=(W有)/(W)×100%=(1080J)/(1200J)×100%=90%．
答：（1）电压表读数为30V；
（2）电流通过线圈产生的热量为120J；
（3）提升物体的有用功为1080J；
（4）电动机工作效率为90%．