1、电动机的效率计算题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热=I2R机械功率：P=UI-I2R2.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
2、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=IU=3 . 03 . 0=1，电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能， 其输入的电功率为P入=I1Ul=0.8A2V=1.6W， 电动机的机械功率P机=P入一I12r=1.6W一(0.8A)21=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(填“有用功”或“额外功”)。 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
3、：(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 U0、I0，则线圈导体的电阻为；(2)向(填“左”或“右”)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)00IU(2)左(3)000UIIUUI 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
4、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根据条件可以求出机械功率的试题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= 4， 电动机提升重物的效率= 81.8% （取g=10N/kg）4.(2013 杭州)34. 某工地
5、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(g 取 l0N/kg)(1)电动机线圈的电阻 R 是多少？10 欧(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 米/秒如图 14 所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重 103N，电动机的额定电流为4A ， 电 阻 为 20 ； 电 动 机 正 常 工 作 时 ， 作 用 在 绳 子 上 的 拉 力 为 500N ，l 分钟内将货物匀速提升了 6m。求：
6、（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）电动机的额定功率是多少？(1)33.3%(2)150W1、 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。2、一台电风扇正常工作时，电机两端的电压为 220 V，线圈电阻为 1.5，通过线圈的电流为 0.2 A，这台电扇正常工作 1 mi
7、n 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）已知电流通过导体时产生的热量 Q=I2Rt（其中 I、R 和 t 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 0.4，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（2） 、 （3）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。
