高二物理題含電動機電路分析

1、1一臺小型電動機在3 V電壓下工作，用此電動機提升所受重力為4 N的物體時，通過它的電流是0.2 A。在30 s內(nèi)可使該物體被勻速提升3 m。若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失，求：(1)電動機的輸入功率；(2)在提升重物的30 s內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量；(3)線圈的電阻。解析：(1)電動機的輸入功率P入UI0.23 W0.6 W.(2)電動機提升重物的機械功率P機Fv(43/30) W0.4 W.根據(jù)能量關(guān)系P入P機PQ，得生熱的功率PQP入P機(0.60.4)W0.2 W.所生熱量QPQt0.230 J6 J.(3)根據(jù)焦耳定律QI2Rt，得線圈電阻R5 .2、如圖所示，已知電源電動

2、勢E=20V，內(nèi)阻r=l，當(dāng)接入固定電阻R=4時，電路中標有“3V, 6W”的燈泡L和內(nèi)阻RD=0.5的小型直流電動機D都恰能正常工作.試求：(1)電路中的電流大小；(2)電動機的額定電壓； (3)電動機的輸出功率 19（12分）燈泡L正常發(fā)光，電路中的電流為 由閉合電路歐姆定律可求得，電動機的額定電壓為UD=EI(r+R)UL=202（14）37V 電動機的總功率為P總IUD2714W 電動機的熱功率為P熱I2RD220.52W所以電動機的輸出功率為P出P總P熱14212W3如圖所示，A為電解槽，M為電動機，N為電爐子，恒定電壓U12 V，電解槽內(nèi)阻rA2 ，當(dāng)S1閉合、S2、S3斷開時，電

3、流表A示數(shù)為6 A；當(dāng)S2閉合、S1、S3斷開時，A示數(shù)為5 A，且電動機輸出功率為35 W；當(dāng)S3閉合、S1、S2斷開時，A示數(shù)為4 A求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大？(2)電動機的內(nèi)阻是多少？(3)在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？【解析】(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I得R2 ，其發(fā)熱功率為PRUI1126 W72 W.(2)電動機為非純電阻元件，由能量守恒定律得UI2IrMP輸出，所以rM1 .(3)電解槽工作時，由能量守恒定律得：P化UI3IrA所以P化(124422) W16 W.【答案】(1)2 72 W(2)1 (3)16 W4利用電動機通過如圖所示

4、的電路提升重物， 已知電源電動勢E6 V，電源內(nèi)阻r1 ，電阻R3 ，重物質(zhì)量m0.10 kg，當(dāng)將重物固定時，電壓表的示數(shù)為5 V，當(dāng)重物不固定，且電動機最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，電壓表的示數(shù)為5.5 V，求重物勻速上升時的速度大小(不計摩擦，g取10 m/s2)解析：設(shè)電動機內(nèi)阻為r當(dāng)將重物固定時I1 ARr5 ，r2 當(dāng)重物不固定時I0.5 AP出UI2.75 W，PRPrI2(Rr)1.25 W所以重物的功率PP出PRPrmgv，解得v1.5 m/s答案：1.5 m/s5(10分)在圖228所示電路中，電源電動勢E6 V，內(nèi)阻r1 .D為直流電動機，其電樞線圈電阻R2 ，限流電阻

5、R3 .當(dāng)電動機正常工作時，電壓表示數(shù)為0.3 V求：(1)通過電動機的電流是多大？(2)電動機輸入的電功率、轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康墓β屎洼敵鰴C械功率各是多少？解析：(1)通過電動機的電流I與流過限流電阻R的電流相同，由I得：I A 0.1 A.(2)由EIrUUD可得電動機兩端電壓UDEIrU6 V0.11 V0.3 V5.6 V所以電動機輸入的電功率P入UDI0.56 W.電動機的發(fā)熱功率P熱I2R0.02 W.電動機的輸出功率P出P入P熱0.54 W.答案：(1)0.1 A(2)0.56 W0.02 W0.54 W6如圖所示電路，電爐電阻R119 ，電動機電阻R20.5 ，電源內(nèi)阻r1 .當(dāng)開關(guān)S

6、斷開時，電爐消耗的電功率為475 W，S接通、電動機正常運轉(zhuǎn)后，電爐消耗的電功率為304 W求電動機轉(zhuǎn)化為機械能的功率解析：S斷開時外電路為純電阻電路，電路中電流I A5 A，由此可解得電源電動勢EI(R1r)5(191) V100 V.S接通后外電路有兩個支路，除純電阻負載R1支路外，另一支路負載為電動機，R1支路中的電流I1A4 A.路端電壓UI1R1419 V76 V.由I A24 A可知，電動機支路的電流I2(244) A20 A.電動機輸入的電功率P2I2U2076 W1 520 W；電動機中的熱功率P耗IR22020.5 W200 W；因此電動機轉(zhuǎn)化為機械能的功率P機I2UIR21

7、 320 W.答案：1 320 W7. 如右圖所示，電源的電動勢是 6 V，內(nèi)電阻是 0.5 ，小電動機M的線圈電阻為0.5 ，限流電阻R0為3 ，若電壓表的示數(shù)為3 V，試求：(1)電源的功率和電源的輸出功率；(2)電動機消耗的功率和電動機輸出的機械功率【解析】(1)由題意和部分電路歐姆定律可知I A1 A.電源的功率 P電EI61 W6 W電源的輸出功率P出P電I2r6 W0.5 W5.5 W.(2)電動機消耗的功率PMIUMI(EIrUR0)2.5 W電動機輸出的機械功率P機PMI2r2.5 W0.5 W2 W.【答案】(1)6 W5.5 W(2)2.5 W2 W8如下圖所示，電源電動勢

8、為12 V，內(nèi)電阻為r1 ，R11 ，R26 ，電動機線圈電阻為0.5 ，若開關(guān)閉合后通過電源的電流為3 A，則R1上消耗的電功率為多少？電動機消耗的電功率為多少？解析：R1上消耗的功率P1I2R191 W9 W電動機兩端的電壓UEI(R1r)12 V3(11) V6 V通過R2的電流為I1 A1 A通過電動機的電流為I2II12 A故電動機消耗的電功率為P2I2U26 W12 W.答案：9 W12 W9規(guī)格為“220 V,36 W”的排氣扇，線圈電阻為40 ，求：(1)接上220 V的電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，求電動機消耗的功率

9、和發(fā)熱的功率12解析：(1)排氣扇在220 V的電壓下正常工作時的電流為I A0.16 A ，發(fā)熱功率為P熱I2R(0.16)240 W1 W.轉(zhuǎn)化為機械能的功率為P機PP熱36 W1 W35 W.(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動后，電動機成為純電阻用電器，電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時電動機中電流為I A5.5 A，電動機消耗的功率即電功率等于發(fā)熱功率P電P熱UI2205.5 W1 210 W.答案：(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W10如圖所示，已知電源電動勢E20 V，內(nèi)阻r1 ，當(dāng)接入固定電阻R4 時，電路中標有“3 V,6 W”的燈泡L和內(nèi)阻RD0.5 的小型直流電動機D都

10、恰能正常工作試求：(1)電路中的電流大?。?2)電動機的額定電壓；(3)電動機的輸出功率解析：(1)燈泡L正常發(fā)光，電路中的電流為IPL/UL A2 A.(2)由閉合電路歐姆定律可求得，電動機的額定電壓為UDEI(rR)UL20 V2(14) V3 V7 V.(3)電動機的總功率為P總IUD27 W14 W電動機的熱功率為P熱I2RD220.5 W2 W所以電動機的輸出功率為P出P總P熱14 W2 W12 W.答案：(1)2 A(2)7 V(3)12 W11如圖所示，電源電動勢為E30 V，內(nèi)阻為r1 ，電燈上標有“6 V，12 W”字樣，直流電動機線圈電阻R2 .若電燈恰能正常發(fā)光，求電動機

11、輸出的機械功率 解析：由電燈恰能正常發(fā)光知：I A2 A.則電動機兩端電壓UEIrU燈22 V.所以電動機的輸出功率PUII2R36 W.答案：36 W 12如圖所示，電源的電動勢E110 V，電阻R121 ，電動機的電阻R00.5 ，開關(guān)S1始終閉合。當(dāng)開關(guān)S2斷開時，電阻R1的電功率是525 W；當(dāng)開關(guān)S2閉合時，電阻R1的電功率是336 W，求：(1)電源的內(nèi)電阻；(2)當(dāng)開關(guān)S2閉合時流過電源的電流和電動機的輸出功率。9答案：(1)1 (2)26 A1 606 W解析：(1)電鍵S1閉合，R1的電功率525 W，U1105 V。，則r 1 。(2)電鍵S2閉合時，336 W，U184 V。流過電源電流I A26 A。通過電動機的電流IMIIR1(26)A22 A電動機的輸入功率P入U1IM8422 W1 848 W電動機的輸出功率P出P入IR01 848 W2220.5 W1 606 W。14(16分)某一直流電動機提升重物的裝置如圖7所示，重物的質(zhì)量 m50 kg，電源提供的電壓U110 V，不計一切摩擦當(dāng)電動機以v0.9 m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I5.0 A，(1)由此可知電動機線圈的電阻R是多少？