问题
计算题
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。
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。