電動機專題二輪復習(含答案解析版)

1、非純電阻電路功和功率的計算【要求】每天做一頁 一、電路電功和電功率的計算公式 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：電動機正常工作時：W電 =W機械+QU 是電動機兩端電壓， I 是通過電動機的電流，（1） 消耗的電能（電功：電流做的功）： =_ W機械 +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 _（2）產(chǎn)生熱量 Q=_ W電 -W機 _=_ I 2Rt =_ P熱

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

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

4、， 則電動機的機械功率為（ ）【解析】 C D例 2： 【 “電動機不轉(zhuǎn) ”】 （2005杭州）某同學對錄音機中的小電動機用如圖電路進行實驗研究。閉合開關，移動滑動變 阻器的滑片 ，當電壓表的示數(shù)為 0.40 V 時，電流表的示數(shù)為 0.20 A ，此時電動機未轉(zhuǎn)動。 當電壓的示數(shù)為 2.0 V 時，電流表的示數(shù)為 0.30 A ，此時電動機勻速轉(zhuǎn)動，求：（1）電動機線圈的電阻；（2）電動機轉(zhuǎn)動時消耗的總電功率；（3）電動機轉(zhuǎn)動時發(fā)熱功率；（4）電動機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的機械功率。 【解析】【延伸一】小華準備參加玩具賽車比賽，他運用圖5 所示的電路來挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動機 設電池的電壓恒定不

5、變， 他先用手捏住電動機的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動，閉合開關后讀出電流表的讀數(shù)為2A；然后放手，當電動機正常轉(zhuǎn)動時，又讀出電流表的讀數(shù)為0.6A則該玩具電動機正常轉(zhuǎn)動時將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為（ ）A91%B70% C 30% D 9%【解析】 B【延伸二】若一臺玩具電動機接在 6V 的電源兩端，使其正常轉(zhuǎn)動時，通過電動機中的電流為 0.3A；短暫地卡住電動機轉(zhuǎn)軸，使其不能轉(zhuǎn)動，通過電動機中的電流為3A。則這臺電動機線圈的電阻為 ，正常轉(zhuǎn)動時的熱功率是 ?！窘馕觥俊狙由烊侩妱訖C是一種使用廣泛地動力機械。（1）如果某電動機線圈的電阻為 R，電動機工作時兩端的電壓為 U，通過電動機的電流為 I ， 請

6、推導此電動機電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率=（U-IR）/ U。（2）如果有一個直流電動機，把它接入0.3V 電壓的電路時，電動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流是 0.6A ，若把它接入 3V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是2A。如在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率多大？【解析】例 3: 【電動機串聯(lián)或者并聯(lián)用電器】 物理實驗室有一個微型電動機，銘牌上標有“12V3W”的字樣。興趣小組的同學想讓這個電動機正常工作，但手邊只有一個電壓恒為18V 的電源，于是他們找來一個阻值合適的電阻R與之串聯(lián)后接入電路（如圖所示） ，使小電動機剛好正常工作。求： （ 1）小電動機正常工作時的電流；

7、（2）整個電路在 1 分鐘的時間內(nèi)消耗的總電能； （3）小電動機正常工作時，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機的工作電路圖，電動機名牌上標有“6V 6W，線圈電阻2”字樣，當開關閉合的瞬間，電動機尚未轉(zhuǎn)動，此時通過電動機的電流稱為啟動電流，為了 保護電動機，啟動電流不得超過2A，求：（1）啟動時，變阻箱 R 的阻值至少多大？（2）當電動機啟動后，再次調(diào)價變阻箱R，使電動機進入正常工作狀態(tài)，此時R 消耗的電功率為多大？【解析】延伸二】 如圖，電動機 M 的線圈電阻為 0.5歐，當 S斷開時， 電流表讀數(shù) 1安。當 S閉合時，電流表讀數(shù) 3 安。問：（1）電阻

8、R 為多大？（2）電動機線圈熱功率為多大？（3）電動機的機械功率為多大？解析】（1）10（2）2W（3）18W【延伸三】小金對玩具汽車的電動機很感興趣，他拆下電動 機，測得它的內(nèi)阻為 1.5 。 為測量電動機工作時的電流， 利用身邊現(xiàn)有器材， 設計了如圖所示的電路 （符號 表示 數(shù)值可讀的變阻器） 。已知電源電壓為 12V，當變阻器的阻值為 6時，電壓表的讀數(shù)為 3V。計算此 時：（1） 通過電動機的電流；2） 電動機消耗的電功率。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機工作的電路圖，電動機的 內(nèi)阻為 0.6，R=10直流電壓 U=160V ，電壓表示

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

10、線圈的電阻（不計摩擦）【解析】電動機在 10s 內(nèi)把一個質(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 ；電動機輸出的電功率為： P 出=Fv=500 0.9W=450W； 電動機的總功率為： 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：電動機的電功率為 550W，電動機線圈的電阻為 4 延伸一】 如圖所示是利用電動機提升重物的示意圖， 其中 D 是直流電動機， P 是一個質(zhì)量為 m 的重物， 它用細繩拴在電動機的軸上。閉合開關 S 重物 P

11、 以速度 v 被勻速提升，這時電流 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，不計一切摩擦（ g 取 10N/kg ）, 求：1）電動機消耗的電功率；（2）電動機線圈的電阻?！窘馕觥浚?）電動機消耗功率 P電=UI=220 5A=1100W （2）電動機損失的能量全部轉(zhuǎn)化為電動機線圈的熱量，電動機的輸出功率即為繩子拉力對重力做功功率，即因為是勻速運動，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、動起重機吊起重物，重物的質(zhì)量m=400kg，電源提供的電壓 U=220V，不計一切摩擦。當電動起重機以 v=0.lm/s 的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I=2A。 （g取 l0N/kg）（1）電動機線圈的電阻 R 是多少？（2）電動機勻速提升質(zhì)量 m = 200kg的重物，電動機的輸入功率不變，提升速度是多少？根據(jù)牽引力的功率求出電動機的輸出功率；根據(jù) P=UI 求出電動機的輸入功率， 電動機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 求出電動機線圈的電阻；（3）電動機的輸入功率不變時，發(fā)熱功率不變，輸出功率不變，根據(jù)用如下選項中的物時的速度延伸三】小趙打算測定直流玩具電動機的效率， （ 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）； 電動機線圈的電阻 R（ 2 ）；電動機兩端的電壓 U（ 1.5V）； 通過電動機的電流強度 （I 0.15A）；提升砝碼所用的時間 t（5s）； 電動機的轉(zhuǎn)速 n（ 20）； 電動機的質(zhì)量 m（ 40