電動(dòng)機(jī)專題二輪復(fù)習(xí)(含答案解析版)

1、非純電阻電路功和功率的計(jì)算【要求】每天做一頁 一、電路電功和電功率的計(jì)算公式 純電阻電路：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，W電= UIt= Pt Q=IW電 = Q=_ UIt =歐姆定律 :I=U/R 歐姆定律的適用范圍： 在純電阻電路（電能僅僅轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）中適用。 非純電阻電路：電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)：W電 =W機(jī)械+QU 是電動(dòng)機(jī)兩端電壓， I 是通過電動(dòng)機(jī)的電流，（1） 消耗的電能（電功：電流做的功）： =_ W機(jī)械 +Q_ ； 電功率（也稱為 _總功率 _ 或_輸入功率 P 電=_ UI =_ W 電/t _=_ P 熱 +P 機(jī) _（2）產(chǎn)生熱量 Q=_ W電 -W機(jī) _=_ I 2Rt =_ P熱

2、_t _；熱功率（也稱為 _損耗功率 ）P 熱 =（ 3）機(jī)械能 W 機(jī) = P 機(jī) =（4）效率 =（ 5）求線圈電阻：不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) R=；轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) R=二、典型例題 中考命題方向 考點(diǎn)：公式的選擇和計(jì)算；例如：電動(dòng)機(jī)2Rt_ Pt _=_I 2Rt卡住_或_不轉(zhuǎn)動(dòng) _情況下U2/R；機(jī)械功率（也稱為公式的變形及解方程；“電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)”類問題；電路中的綜合分析類問題R是電動(dòng)機(jī)線圈電阻W 電 =_ Pt _=_ UIt或電動(dòng)機(jī)額定功率）220V 的電路中，通過電動(dòng)機(jī)的電流為5A，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻,電動(dòng)機(jī)做的有用功為 ,電動(dòng)機(jī)的機(jī)械例 1： 把一臺電動(dòng)機(jī)接入電壓為為 2 ，1min 通過線圈的電流產(chǎn)生的

3、熱量為 效率 .【解析】 電動(dòng)機(jī)消耗的電能是： W=UIt=220VX5AX 60s=66000J ；電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是： Q=I 2Rt=（5A） 2X2X 60s=3000J ， 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能是： W 機(jī)=W-Q=66000J -3000J =63000J 電動(dòng)機(jī)機(jī)械效率是： = W 機(jī)/ W =163000J /66000J =95.45% 【延伸一】 若測得電動(dòng)機(jī)線圈而不轉(zhuǎn)時(shí)的電阻為 r ，現(xiàn)在該電動(dòng)機(jī)上加一電壓 U ，電動(dòng)機(jī)輸入的 電功率為 P，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的電熱功率為（）APBC【延伸二】加在某臺電動(dòng)機(jī)上的電壓是 U ，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為 P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為 r

4、， 則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為（ ）【解析】 C D例 2： 【 “電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) ”】 （2005杭州）某同學(xué)對錄音機(jī)中的小電動(dòng)機(jī)用如圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變 阻器的滑片 ，當(dāng)電壓表的示數(shù)為 0.40 V 時(shí)，電流表的示數(shù)為 0.20 A ，此時(shí)電動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)電壓的示數(shù)為 2.0 V 時(shí)，電流表的示數(shù)為 0.30 A ，此時(shí)電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：（1）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻；（2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗的總電功率；（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)熱功率；（4）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械功率。 【解析】【延伸一】小華準(zhǔn)備參加玩具賽車比賽，他運(yùn)用圖5 所示的電路來挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動(dòng)機(jī) 設(shè)電池的電壓恒定不

5、變， 他先用手捏住電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動(dòng)，閉合開關(guān)后讀出電流表的讀數(shù)為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% C 30% D 9%【解析】 B【延伸二】若一臺玩具電動(dòng)機(jī)接在 6V 的電源兩端，使其正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)中的電流為 0.3A；短暫地卡住電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，通過電動(dòng)機(jī)中的電流為3A。則這臺電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為 ，正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的熱功率是 ?！窘馕觥俊狙由烊侩妱?dòng)機(jī)是一種使用廣泛地動(dòng)力機(jī)械。（1）如果某電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為 R，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)兩端的電壓為 U，通過電動(dòng)機(jī)的電流為 I ， 請

6、推導(dǎo)此電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率=（U-IR）/ U。（2）如果有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.3V 電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動(dòng)機(jī)的電流是 0.6A ，若把它接入 3V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是2A。如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？【解析】例 3: 【電動(dòng)機(jī)串聯(lián)或者并聯(lián)用電器】 物理實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)微型電動(dòng)機(jī)，銘牌上標(biāo)有“12V3W”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，于是他們找來一個(gè)阻值合適的電阻R與之串聯(lián)后接入電路（如圖所示） ，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；

7、（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?！窘馕觥俊狙由煲弧?如圖為某些型號玩具電動(dòng)機(jī)的工作電路圖，電動(dòng)機(jī)名牌上標(biāo)有“6V 6W，線圈電阻2”字樣，當(dāng)開關(guān)閉合的瞬間，電動(dòng)機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流稱為啟動(dòng)電流，為了 保護(hù)電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)電流不得超過2A，求：（1）啟動(dòng)時(shí)，變阻箱 R 的阻值至少多大？（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再次調(diào)價(jià)變阻箱R，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，此時(shí)R 消耗的電功率為多大？【解析】延伸二】 如圖，電動(dòng)機(jī) M 的線圈電阻為 0.5歐，當(dāng) S斷開時(shí)， 電流表讀數(shù) 1安。當(dāng) S閉合時(shí)，電流表讀數(shù) 3 安。問：（1）電阻

8、R 為多大？（2）電動(dòng)機(jī)線圈熱功率為多大？（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為多大？解析】（1）10（2）2W（3）18W【延伸三】小金對玩具汽車的電動(dòng)機(jī)很感興趣，他拆下電動(dòng) 機(jī)，測得它的內(nèi)阻為 1.5 。 為測量電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電流， 利用身邊現(xiàn)有器材， 設(shè)計(jì)了如圖所示的電路 （符號 表示 數(shù)值可讀的變阻器） 。已知電源電壓為 12V，當(dāng)變阻器的阻值為 6時(shí)，電壓表的讀數(shù)為 3V。計(jì)算此 時(shí)：（1） 通過電動(dòng)機(jī)的電流；2） 電動(dòng)機(jī)消耗的電功率。解析】（1）1.5A（2）4.5W 【延伸四】如圖所示，是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作的電路圖，電動(dòng)機(jī)的 內(nèi)阻為 0.6，R=10直流電壓 U=160V ，電壓表示

9、數(shù)為 110V，則通過電動(dòng)機(jī)的電流 A ，輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為 W，電動(dòng)機(jī)工作 1 小時(shí)所產(chǎn)生的熱量 J【解析】電動(dòng)機(jī)跟電阻串聯(lián)，所以電流相等 電阻 R 兩端的電壓為 UR=U-UV=160-110=50V 電動(dòng)機(jī)的電流為 I=UR/R 50V/10A=5A 電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為：P=U電 I=110 5=550W電動(dòng)機(jī)正常工作 1h，所產(chǎn)生的熱量 Q=I2rt=25 0.6 3600=54000J 故答案為： 5； 550；54000例 4：一臺直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為 110V，通過的電流為 5A，該電動(dòng)機(jī)在 10s 內(nèi)把一個(gè)質(zhì)量為 50Kg 的物體勻速提高了 9m ，求電動(dòng)機(jī)的電功率和電動(dòng)機(jī)

10、線圈的電阻（不計(jì)摩擦）【解析】電動(dòng)機(jī)在 10s 內(nèi)把一個(gè)質(zhì)量為 50Kg的物體勻速提高了 9m，故拉力等于重力， 為500N， 速度為 0.9m/s ；電動(dòng)機(jī)輸出的電功率為： P 出=Fv=500 0.9W=450W； 電動(dòng)機(jī)的總功率為： P=UI=110V 5A=550W； 根據(jù)能量守恒定律，有： UI=I 2R+P出； 代入數(shù)據(jù)，有： 110 5=25R+450 解得： R=4 ；答：電動(dòng)機(jī)的電功率為 550W，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為 4 延伸一】 如圖所示是利用電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖， 其中 D 是直流電動(dòng)機(jī)， P 是一個(gè)質(zhì)量為 m 的重物， 它用細(xì)繩拴在電動(dòng)機(jī)的軸上。閉合開關(guān) S 重物 P

11、 以速度 v 被勻速提升，這時(shí)電流 表和電壓表的示數(shù)分 別是 I=5.0 安和 U=220 伏。若重物 P 上升的速度 v=0.90 米/ 秒，質(zhì)量 m=100 千克，不計(jì)一切摩擦（ g 取 10N/kg ）, 求：1）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率；（2）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻?！窘馕觥浚?）電動(dòng)機(jī)消耗功率 P電=UI=220 5A=1100W （2）電動(dòng)機(jī)損失的能量全部轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)線圈的熱量，電動(dòng)機(jī)的輸出功率即為繩子拉力對重力做功功率，即因?yàn)槭莿蛩龠\(yùn)動(dòng)，有可知 P出=mgv=100Kg10N/kg 0.90 米/ 秒=900W 則 P熱=P電-P出=200W， 有 由以上兩式可得 R=8【延伸二】某工地用電

12、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=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？（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？根據(jù)牽引力的功率求出電動(dòng)機(jī)的輸出功率；根據(jù) P=UI 求出電動(dòng)機(jī)的輸入功率， 電動(dòng)機(jī)的輸入功率等于輸出功率和線圈電阻產(chǎn)生的熱功率之P=Fv求出勻速提升物體和，根據(jù)能量守恒結(jié)合 P=I2R 求出電動(dòng)機(jī)線圈的電阻；（3）電動(dòng)機(jī)的輸入功率不變時(shí)，發(fā)熱功率不變，輸出功率不變，根據(jù)用如下選項(xiàng)中的物時(shí)的速度延伸三】小趙打算測定直流玩具電動(dòng)機(jī)的效率， （ 1）要測定的物理量有：理量符號 來表示） _ ；砝碼上升的高度 H（1.2m）； 線的長度 L（1.25m）；砝碼的重力 G（0.75N）； 電動(dòng)機(jī)線圈的電阻 R（ 2 ）；電動(dòng)機(jī)兩端的電壓 U（ 1.5V）； 通過電動(dòng)機(jī)的電流強(qiáng)度 （I 0.15A）；提升砝碼所用的時(shí)間 t（5s）； 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n（ 20）； 電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量 m（ 40