问题 计算题

电动机是一种使用广泛地动力机械。从能量转化的角度看,它主要是把电能转化为机械能,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。

(1)如果某电动机线圈的电阻为R,电动机工作时两端的电压为U,通过电动机的电流为I,请推导此电动机电能转化为机械能的效率η=(U-IR)/U。

(2)如果有一个直流电动机,把它接入0.3V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.6A,若把它接入3V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是2A。如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?(提示:电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)

答案

(1)电动机消耗的电能:W=UIt

线圈产生的热量:Q=I2Rt    1分

W=W-Q=UIt-I2Rt=It(U-IR)    1分

∴η=W/W= It(U-IR) /(UIt)=(U-IR)/ U

(2)18W

题目分析:(1)电动机消耗的电能:W=UIt    1分

线圈产生的热量:Q=I2Rt    1分

W=W-Q=UIt-I2Rt=It(U-IR)    1分

∴η=W/W= It(U-IR) /(UIt)=(U-IR)/ U     1分

(2)∵U1=0.3V   I1=0.6A     U2=3V     I2=2A

∴ 电动机线圈电阻 R=U1/I1=0.3V/0.6A=0.5Ω      1分

转子被卡住时的电流I′=U2/R=3V/0.5Ω=6A         1分

此时电动机的发热功率P′=I′2R=(6A)2×0.5Ω=18W      1分

点评:在非纯电阻电路中,用计算消耗的电能,用焦耳定律计算产生的热量.要求灵活选用公式分析求解.

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