小明总爱在家里做些课外小实验.在学了电学知识后,小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置,他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率.当他闭合开关后,通过调整实验装置,使钩码在10s内匀速上升了0.6m,并观察到电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A.已知钩码的质量为50g,求:
(1)电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能.
(2)在钩码匀速上升的过程中,电动机提升钩码的效率为多少?
答案:
分析:(1)已知电源电压和通过的电流,以及通电时间,根据公式W=UIt可求消耗的电能.
(2)已知钩码的质量和升高的高度,根据公式W=Gh可求电动机提升钩码做的有用功,有用功与消耗电能的比值就是电动机提升钩码的效率.
解答:解:(1)电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能W=UIt=3V×0.2A×10s=6J.
答:电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能为6J.
(2)电动机提升钩码做的有用功W有用=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×0.6m=0.3J,
W总=W,
所以电动机提升钩码的效率为η===5%.
答:电动机提升钩码的效率为5%.