电动机的效率计算题

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电动机的效率计算题
一、分析
1.能量转化问题:
通电不转动的时候:电能转化成热能(纯电阻电路)W=Q
可以根据已知通过的电流和两端电压求出线圈的电阻R=U0/I0
通电转动的时候:电能转化为机械能和热能(非纯电阻电路)
电动机消耗的总功率:P=UI消耗的热功率:P机械功率P=UI-I
2

=IR
2
R
2.例题分析例:一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V电流为0.3A;松开转轴,在线圈两端加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作。求:该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多
分析:电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻:r=
U0.3==1,电动机转动时,消耗的电能转化为内能和机械I0.3
2
能,其输入的电功率为P=I1·Ul=0.8A×2V=1.6W电动机的机械功率P=PI1·r=1.6W
2
(0.8A×1=0.96W
二、巩固练习1.小明认为:电风扇工作时,电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能。其中转化为机械能所做的功是,转化为内能所做的功是(有用功额外为了粗略探测电风扇正常工作的电能转化效率,小明用一个铭牌上标有额定电压为U但其他字迹不清的小型直流电风扇来进行实验,实验设计如下:
(1按右图所示连接好电路(图中M为电风扇闭合开关,叶片转动,移动变阻器滑片至某一位置时,叶片刚好不转动,凑出此时电压表和电流表的示数分别为U0I0,则线圈导体的电阻为
(2(移动变阻器滑片,使电压表示数为额定电压U,读出此时电流表的示数为I
(3若忽略摩擦,只考虑线圈发热损耗,则电风扇正常工作时电能转化效率的表达式=(用测出的已知量表示答案:有用功额外功(1
2.(作业本复习题)小华准备参加玩具赛车比赛,他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其,不转动,闭合开关后读出电流表的读数2A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为0.6A,则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为(A91%B70%C30%D9%答案:B
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U0UIIU0
(2(30I0UI0



根据条件可以求出机械功率的试题
3.某一直流电动机提升重物的装置,如图所示,重物的质量m=50kg电源提供给电动机的电压为U=110V,不计各种摩擦,当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时,电路中的电流强度I=5.0A则电动机的线圈电阻R=4Ω,电动机提升重物的效率η=81.8%(取g=10N/kg
4.(2013杭州34.某工地用电动起重机吊起重物,重物的质量m=400kg电源提供的电压U=220V不计一切摩擦。当电动起重机以v=0.lm/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=2A(gl0N/kg(1电动机线圈的电阻R是多少?10
(2电动机匀速提升质量m=200kg的重物,电动机的输入功率不变,提升速度是多少?0.2/
3
如图14所示,建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物,货物重10N,电动机的额定电流
4A20Ω500Nl分钟内将货物匀速提升了6m。求:1)滑轮组的机械效率是多少?(2)电动机的额定功率是多少?

(133.3%(2150W
1物理实验室有一个微型电动机,铭牌上标有12V3W的字样。兴趣小组的同学想让这
个电动机正常工作,但手边只有一个电压恒为18V的电源,于是他们找来一个阻值合适的电阻R与之串联后接入电路(如图14所示),使小电动机刚好正常工作。求:(1)小电动机正常工作时的电流;
2)整个电路在1分钟的时间内消耗的总电能;3)小电动机正常工作时,电阻R消耗的电功率。
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2、一台电风扇正常工作时,电机两端的电压为220V,线圈电阻为1.5Ω,通过线圈的电流0.2A,这台电扇正常工作1min消耗多少J的电能?产生多少J的热量?

3、电动机是一种使用广泛的动力机械,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。现有一台电动机,当电动机两端加220V电压时,通过电动机线圈的电流为50A。问:1)每分钟该电动机消耗的电能是多少,2
2
已知电流通过导体时产生的热量Q=IRt(其中IRt分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间),若该电动机线圈的电阻是0.4Ω,则线圈每分钟产生的热量是多少?3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
4、文韬同学的玩具电动车上有一微型直流电动机。从消耗电能方面看,其内部可等效为如图所示的电路。当电动机不转动时,相当于开关S置于“1;当电动机正常工作时,相当于开关S置于“2。电阻R1为线圈电阻,它的功率为发热功率;电动机对外做功的功率可用电阻R2的功率代替。
1当给它加0.3V电压时,电动机不转,电路中的电流为0.3A,求电阻R1的阻值;2当给它加3V的电压时,电动机正常工作时,电路中的电流为0.4A。求电动机的发
热功率及对外做的功率。
3当给它加3V的电压而电动机被卡住(电机不转)时,求发热功率。4比较(23)两个发热功率,你认为电动机正常工作时若被卡住,对电动机会产
生什么危害。



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