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如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,闭合电键S后,标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光,电动机M绕组的电阻R=4Ω,求:(1)电源的输出功率P;(2)10s内电动机产生的热量Q;(3)电动机的效率η;(4)若用此电动机由静止开始加速提升一质量为0.5kg的物体,10s末物体的速度达到4m/s,且在这一过程中电动机输出功率保持不变,物体也不会碰到电动机,求物体在这10s内上升的高度h(忽略空气阻力和一切摩擦作用).试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,闭合电键S后,标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光,电动机M绕组的电阻R
=4Ω,求:
(1)电源的输出功率P
;
(2)10s内电动机产生的热量Q;
(3)电动机的效率η;
(4)若用此电动机由静止开始加速提升一质量为0.5kg的物体,10s末物体的速度达到4m/s,且在这一过程中电动机输出功率保持不变,物体也不会碰到电动机,求物体在这10s内上升的高度h(忽略空气阻力和一切摩擦作用).
试题解答
见解析
(1)由题意,并联部分电压为U=8V,内电压应为U
r
=E-U=2V
总电流I=
=2A
电源的输出功率P
=UI=16W
(2)流过灯泡的电流I
1
=
=1.5A
则可得流过电动机的电流I
2
=I-I
1
=0.5A
电动机的热功率P
Q
=I
2
2
R
=1W
10s内产生的热量为Q=P
Q
t=10J
(3)电动机的总功率P
1
=UI
2
=4W
电动机的机械功率P
2
=P
1
-P
Q
=3W
电动机的机械效率η=
=75%
(4)由动能定理,得:Pt=mgh+
mv
2
,
解得:h=5.2m
答:(1)电源的输出功率P
为16W;
(2)10s内电动机产生的热量Q为10J;
(3)电动机的效率η为75%;
(4)物体在这10s内上升的高度h为5.2m.
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选修3-1
沪科版
解答题
高中
物理
闭合电路中的能量转化
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