電動(dòng)機(jī)的效率計(jì)算題

1、電動(dòng)機(jī)的效率計(jì)算題 一、分析1.能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題：通電不轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候：電能轉(zhuǎn)化成熱能（純電阻電路）W=Q可以根據(jù)已知通過(guò)的電流和兩端電壓求出線圈的電阻R=U0/I0通電轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能（非純電阻電路）電動(dòng)機(jī)消耗的總功率：P=UI 消耗的熱功率：P熱=I2R 機(jī)械功率：P= UI- I2R2.例題分析例： 一直流電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A；松開(kāi)轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2V時(shí)，電流為0.8A，電動(dòng)機(jī)正常工作。求：該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入的電功率是多少?電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多分析：電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可

2、視為純電阻電路，由歐姆定律得電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻：r=1，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，其輸入的電功率為P入=I1·Ul=0.8A ×2V=1.6W，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)=P入一I12·r=1.6W一(0.8A)2×1=0.96W二、鞏固練習(xí)1.小明認(rèn)為：電風(fēng)扇工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能和線圈發(fā)熱、摩擦等產(chǎn)生的內(nèi)能。其中轉(zhuǎn)化為機(jī)械能所做的功是 ，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能所做的功是 (填“有用功”或“額外功”)。為了粗略探測(cè)電風(fēng)扇正常工作的電能轉(zhuǎn)化效率，小明用一個(gè)銘牌上標(biāo)有額定電壓為U，但其他字跡不清的小型直流電風(fēng)扇來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下： (1)按右

3、圖所示連接好電路(圖中為電風(fēng)扇)，閉合開(kāi)關(guān)，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)變阻器滑片至某一位置時(shí)，葉片剛好不轉(zhuǎn)動(dòng)，湊出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)分別為U0、I0，則線圈導(dǎo)體的電阻為 ；(2)向 (填“左”或“右”)移動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為額定電壓U，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)為I；(3)若忽略摩擦，只考慮線圈發(fā)熱損耗，則電風(fēng)扇正常工作時(shí)電能 轉(zhuǎn)化效率的表達(dá)式= (用測(cè)出的已知量表示)。答案：有用功 額外功 (1) (2)左 (3)2. （作業(yè)本復(fù)習(xí)題）小華準(zhǔn)備參加玩具賽車(chē)比賽，他運(yùn)用如圖所示的電路來(lái)挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動(dòng)機(jī)設(shè)電池的電壓恒定不變，他先用手捏住電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使其，不轉(zhuǎn)動(dòng)，閉合開(kāi)關(guān)后讀出電流表

4、的讀數(shù)2A；然后放手，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又讀出電流表的讀數(shù)為0.6A，則該玩具電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為（） A91% B70% C30% D9%答案：B根據(jù)條件可以求出機(jī)械功率的試題3.某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m=50kg，電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U=110V，不計(jì)各種摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I=5.0A，則電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R= 44，電動(dòng)機(jī)提升重物的效率= 81.8%81.8%（取g=10N/kg）4.(2013杭州)34. 某工地用電動(dòng)起重機(jī)吊起重物，重物的質(zhì)量m=400kg，電源提供的電壓U=

5、220V，不計(jì)一切摩擦。當(dāng)電動(dòng)起重機(jī)以v=0.lm/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流I=2A (g取l0N/kg)(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R是多少？10歐(2)電動(dòng)機(jī)勻速提升質(zhì)量m = 200kg的重物，電動(dòng)機(jī)的輸入功率不變，提升速度是多少？0.2米/秒如圖14所示，建筑工地上的吊車(chē)是靠電動(dòng)機(jī)來(lái)提升貨物，貨物重 103N，電動(dòng)機(jī)的額定電流為 4A，電阻為20；電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，作用在繩子上的拉力為500N， l分鐘內(nèi)將貨物勻速提升了6m。求：（1）滑輪組的機(jī)械效率是多少？（2）電動(dòng)機(jī)的額定功率是多少？ (1)33.3% (2)150W1、 物理實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)微型電動(dòng)機(jī)，銘牌上標(biāo)有“12V3

6、W”的字樣。興趣小組的同學(xué)想讓這個(gè)電動(dòng)機(jī)正常工作，但手邊只有一個(gè)電壓恒為18V的電源，于是他們找來(lái)一個(gè)阻值合適的電阻R與之串聯(lián)后接入電路（如圖14所示），使小電動(dòng)機(jī)剛好正常工作。    求：（1）小電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流；       （2）整個(gè)電路在1分鐘的時(shí)間內(nèi)消耗的總電能；       （3）小電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電阻R消耗的電功率。2、一臺(tái)電風(fēng)扇正常工作時(shí)，電機(jī)兩端的電壓為220 V，線圈電阻為1.5，通過(guò)線圈的電流為0.2 A，這臺(tái)電扇正常工作1 min 消耗多少J的電能？產(chǎn)生多少J的熱

7、量？3、電動(dòng)機(jī)是一種使用廣泛的動(dòng)力機(jī)械，從能量轉(zhuǎn)化的角度看它主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉。現(xiàn)有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端加220V電壓時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為50A。問(wèn)：（1）每分鐘該電動(dòng)機(jī)消耗的電能是多少，（2）已知電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt（其中I、R和t分別表示通過(guò)導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間），若該電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是0.4，則線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?（3）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功是多少?4、文韜同學(xué)的玩具電動(dòng)車(chē)上有一微型直流電動(dòng)機(jī)。從消耗電能方面看，其內(nèi)部可等效為如圖所示的電路。當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)S置于“1”；當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)S置于“2”。電阻R1為線圈電阻，它的功率為發(fā)熱功率；電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率可用電阻R2的功率代替。（1） 當(dāng)給它加0.3V電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電路中的電流為0.3A，求電阻R1的阻值；（2） 當(dāng)給它加3V的電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)正