题文

图是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变，电动机线圈电阻为1Ω，不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中，电路中的电流为20A，动滑轮的机械效率为80%（g=10N／kg）。则： （1）电动机所施加的拉力F做的功是多少？ （2）电动机所施加的拉力F是多少？ （3）电动机线圈电阻的发热功率是多少？ （4）试从能量转化和守恒的角度，求电动机提升重物所用的时间。

题型：计算题  难度：中档

答案

解： （1）拉力做的有用功 W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J，拉力所做的功 W = W有用/η=8.64×104J /80%=1.08×105J （2）拉力为 因为W =Fs，F= W/s= W/2h =1.08×105J/16m×2=3375N （3）电动机线圈电阻的发热功率 P热=I2R=(20A)2×1Ω=400W （4）因能量守恒，电动机的拉力做功的功率为：P = P总 - P热=20A×380V -400W =7.2×103W  又因为：P=W/t 所以电动机提升货物所用的时间：t = W/P =1.08×105J /7.2×103W =15s。

据专家权威分析，试题“图是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V..”主要考查你对  功的计算，功的计算公式的应用，电功率的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算功的计算公式的应用电功率的计算

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：功的计算公式的应用

• 应用:
  利用功的计算公式加计算：F或S，F=W/s，s=W/F。

• 转换思想求功的大小 ：
  “转换思想方法”求功的大小。公式W=Fs中的s 必须是在力的方向通过的距离，而且F的大小一直保持不变，能运用功的公式求解，当作用在物体上的力的大小总在发生改变，则在求解功的时候注意不能直接利用公式W=Fs，应转换思想。如：平放在地上的一根均匀木料，现用一总垂直木料方向的力将它抬到竖直为止，则至少要做多少功?由于抬木料的力的大小、方向总在发生改变，而且木料通过的距离也不完全在力的方向上，故无法直接应用公式求解。我们根据功的原理可知：使用任何机械都不省功，则对物体所做的功等效于将物体重心提高所做的功，即可求解。
  例：小明同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功(   )
  
  A．200JB．300J C．400JD．500J
  
  解析：本题中由于不计绳重和摩擦，属于理想机械，可使用功的原理进行求解。人站在M处时，绳长3m，当人走到N处时，此时的绳长由勾股定理可知为5m，也就是说人从M点走到N点拉下的长度为2m，即物体上升的高度h=2m。小明对绳做功至少是克服物重G所做的功，即W=Gh=100N×2m=200J。
  答案：A

考点名称：电功率的计算

• 电功率的计算公式：
  1. 定义式：P=W/t
  
  2. 常用公式：P=W/t=UIt/t=UI，即P=UI

• 并、串联电路的总功率：
  1．并联电路的总功率
  因为P₁=I₁U，P₂=I₂U
  P=IU=（I₁+I₂）U=I₁U+I₂U，所以P=P₁+P₂
  即并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和。
  并联电路电功率的分配：
  因为P1=I₁U，P2=I₂U，
  所以
  又因为，所以
  即并联电路中，电功率的分配跟电阻成反比。
  
  2. 串联电路的总功率
  因为P₁=I₁U，P₂=I₂U
  P=IU=（I₁+I₂）U=I₁U+I₂U，所以P=P₁+P₂
  即串联电路中总功率等于各串联电器的电功率之和。
  串联电路电功率的分配：
  因为P₁=I₁U，P₂=I₂U
  所以
  又因为，所以

• 灯泡铭牌问题
    “铭牌问题”是电功率知识与实际生活相结合的热点问题，做这类题目时，首先要读懂用电器的“铭牌”。
  如图：灯泡上的铭牌。“PZ”是“普通照明灯泡”中 “普”和“照”的汉语拼音的第一个字母，表示灯泡的型号。另外可知：U_额=220V，P_额=25W。
  
  例：甲、乙两灯泡分别标有“220V 40W”和 “110V 40W”字样，将它们串联起来接入220V电路中，比较两灯的亮度，则(  )
  A．甲灯亮B．乙灯亮 C．一样亮D．无法判断

  解析：灯的亮度决定于灯的实际功率，串联时电流相同，根据P=I²R，电阻大的实际功率大，灯更亮一些。根据有。