專題二 非純電阻（電機）的計算（教師版）

專題二非純電阻（電機）的計算知識點非純電阻電路做功與發(fā)熱分析（一）常見的純電阻電路:白熾燈、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電熱毯、電爐等常見的非純電阻電路:電動機、電風扇、電冰箱、洗衣機等（二）所謂純電阻電路指的是工作時將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。電動機屬于典型的非純電阻電路，電動機工作時將電能主要轉(zhuǎn)化為機械能，少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。任何電機都相當于串聯(lián)著一個內(nèi)阻，內(nèi)阻發(fā)熱為無用功，電機轉(zhuǎn)動為有用功（三）電動機的耗電功率即為總功，計算公式：P總＝UI。發(fā)熱功率指電動機在工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率，計算公式：P熱＝I2R(此處的R指電動機的純電阻)。電動機的機械功率不能直接求得，只能通過前兩者相減：P有＝P總－P熱＝UI－I2R。（四）以電動機為例，同學們在遇到非純電阻電路時，可牢記以下公式，解答所消耗的電能和產(chǎn)生的熱能。電動機工作時所消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機械能，一小部分才轉(zhuǎn)化為熱能。因此，在計算電動機電路可用以下公式。電流做功是所消耗的總能量W總=UIt；工作時所產(chǎn)生的熱能Q=W熱=I2Rt;所轉(zhuǎn)化的機械能W機=W總-W熱-UIt-12Rt【能力拓展】若機械能做功，如電機將物體升高，電動機的機械功率P有＝Gh/t=Fs/t=Fv【即學即練1】（2020·紹興模擬）某同學根據(jù)如圖所示電路進行實驗：先用夾子夾住電動機轉(zhuǎn)抽使其不能轉(zhuǎn)動，閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器滑片，記下電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)，后松開夾子，使電動機轉(zhuǎn)抽轉(zhuǎn)動，移動滑動變阻器滑片，記下電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)。數(shù)據(jù)記錄如下：U(V)I(A)W(J)Q(J)不轉(zhuǎn)動0.20.2W1Q1轉(zhuǎn)動3.01.2W2Q2利用上表數(shù)據(jù)計算和分析：（1）電動機不轉(zhuǎn)動時，通電10s，電動機所做的電功W1和所產(chǎn)生的熱量Q1。（2）電動機轉(zhuǎn)動時，通電10s，電動機所做的電功W2和所產(chǎn)生的熱量Q2。（3）試比較W1和Q1的大小關(guān)系以及W2和Q2的大小關(guān)系，并分析其原因?！敬鸢浮浚?）電動機不轉(zhuǎn)動時，通電10s電動機所做的電功：W1=U1I1t=0.2V×0.2A×10s=0.4J；R=U1/I1=0.2V/0.2A=1Ω通電10s電動機所產(chǎn)生的熱量：Q1=I21Rt=(0.2A)2×1Ω×10s=0.4J（2）電動機轉(zhuǎn)動時，通電10s電動機所做的電功：W2=U2I2t=3.0V×1.2A×10s=36J，電動機轉(zhuǎn)動時，其線圈的電阻R不變，仍然為1Ω，通電10s電動機所產(chǎn)生的熱量：Q2=I22Rt=(1.2A)2×1Ω×10s=14.4J；（3）通過上述計算可得,W1=Q1,W2>Q2；電動機未轉(zhuǎn)動時,電流流經(jīng)電動機線圈時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此W1=Q1;電動機轉(zhuǎn)動時,電流流經(jīng)電動機線圈時電能一部分轉(zhuǎn)化為機械能,另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此W2>Q2.【解析】（1）當電動機不轉(zhuǎn)時，電壓為0.2V，電流為0.1A，首先根據(jù)計算出線圈電阻，然后根據(jù)W1=U1I1t計算電動機所做的功，根據(jù)Q1=I12Rt計算電動機產(chǎn)生的熱量即可；

（2）當電動機轉(zhuǎn)動時，根據(jù)W2=U2I2t計算電動機做的功，根據(jù)Q2=I22Rt計算出電動機產(chǎn)生的熱量；

（3）將前后兩個電功與熱量進行比較即可；從能量轉(zhuǎn)化的角度分析其中的原因。

【即學即練2】（2021·溫州模擬）2020年10月31日，福建省莆田市山亭鎮(zhèn)，阿里巴巴菜鳥網(wǎng)絡(luò)的無人機群組，滿載湄洲島居民下單的六箱貨品，僅耗時9分鐘就成功飛越海峽，為農(nóng)村淘寶提供物流服務(wù)：執(zhí)行此次飛行的機型載重可達7公斤，應(yīng)對6級風。技術(shù)團隊專家介紹，由于技術(shù)成熟，無人機會按照編程航線自動飛向既定地點降落。該無人機參數(shù)質(zhì)量m=5kg的無人機，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=125N，運動過程中所受空氣阻力大小恒為f=5N取g=10m/s2．動力系統(tǒng)的電動機工作電壓U=80V，電流I=5A,電阻R=1歐姆。（1）該無人機的優(yōu)點（2）無人機以最大升力豎直勻速向上飛，在t=5s時上升的高度h；（3）飛到100米高空，該無人機高空懸停狀態(tài)電機輸出電流變?yōu)?A，此時動力系統(tǒng)電機的效率是多少？【答案】（1）方便，快捷。

（2）電動機的總功率P=UI=80V×5A=400W；

發(fā)熱功率P熱=I2R=（5A）2×1Ω=25W；

輸出功率P機械=P-P熱=400W-25W=375W；

做的機械功W機械=P機械t=375W×5s=1875J；

上升的高度。（3）無人機高空懸停狀態(tài)電機輸出電流變?yōu)?A時，

電動機的總功率P'=U'I'=80V×4A=320W；

發(fā)熱功率P熱'=I'2R=（4A）2×1Ω=16W；

輸出功率P機械=P'-P熱'=320W-16W=304W；

電機的效率?！窘馕觥浚?）根據(jù)題目描述分析無人機的優(yōu)點；

（2）首先根據(jù)P=UI計算出電動機的總功率，再根據(jù)P熱=I2R計算出發(fā)熱功率，接下來根據(jù)P機械=P-P熱計算出輸出功率，根據(jù)W機械=P機械t計算出做的機械功，最后根據(jù)計算上升的高度。

（3）先根據(jù)P'=U'I'計算出電動機的總功率，再根據(jù)P熱'=I'2R計算出發(fā)熱功率，接下來根據(jù)P機械=P'-P熱'計算出輸出功率，最后根據(jù)計算電機的效率?！窘獯稹浚?）根據(jù)題目描述可知，該無人機的優(yōu)點：方便，快捷。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380V，線圈的電阻為2Ω，線圈中通過的電流為10A．這臺電動機工作1s消耗的電能為W，產(chǎn)生的熱量為Q，則（

）A.W=3800J，Q=200J

B.W=3800J，Q=3800J

C.W=7200J，Q=200J

D.W=7200J，Q=3800J【答案】A【解析】電動機消耗的電能：；產(chǎn)生的熱量；故選A．2.（2018九上·鄞州期中）如圖為遙控直升飛機，該直升飛機的質(zhì)量是60g，當電動機的電壓為3V，通過電動機的電流為0.1A時，該直升機恰好以0.4m/s的速度勻速豎直爬升4m。則（

）A.電動機線圈電阻30歐

B.直升飛機在爬升過程中，機械能不變

C.直升飛機在爬升過程中，機械能增加2.4J

D.10s內(nèi)電流通過電動機產(chǎn)生的熱量為3J【答案】C【解析】A.直升飛機工作時，它的線圈電阻R不等于，故A錯誤；

B.直升飛機在爬升過程中，質(zhì)量不變，速度不變，即動能不變；高度增大，即重力勢能增大，那么它的機械能增大，故B錯誤；

C.直升飛機在爬升過程中，增加的機械能為W=Gh=0.06kg×10N/kg×4m=2.4J，故C正確；

D.由于無法計算出線圈電阻，因此無法通過Q=I2Rt計算產(chǎn)生的熱量，故D錯誤。

3.一臺電風扇通電后電流I隨時間t變化的圖象如圖所示，電流穩(wěn)定后正常工作，設(shè)它正常工作一段時間線圈產(chǎn)生的熱量為Q1．后因機械故障葉片停止了轉(zhuǎn)動，仍通電相同時間，線圈產(chǎn)生的熱量為Q2．忽略溫度對電阻的影響，則（）A．Q1＝Q2 B．Q1＞Q2 C．Q1＜Q2 D．條件不足，無法比較Q1和Q2的大小【答案】C【解析】題中給出的是電風扇通電后電流I隨時間t變化的圖象，由圖知，電流穩(wěn)定后電風扇正常工作電流為I′，剛接入電路時電流為I，且I＞I′，若電風扇接入電路的電壓為U，由歐姆定律可得，電風扇電動機的電阻為：R＝，電風扇正常工作時t時間內(nèi)產(chǎn)生熱量：Q1＝I′2Rt＝I′2（）t＝Ut，電風扇葉片停止了轉(zhuǎn)動，仍通電相同時間，產(chǎn)生熱量：Q2＝I2Rt＝I2（）t＝UIt，因為I＞I′，所以＜I，所以Q1＜Q2。4.（2019九下·蕭山月考）如圖所示，電源電壓為12伏，定值電阻R的阻值為5歐。當電動機正常工作時，電流表的示數(shù)為0.8安；電動機被卡住不轉(zhuǎn)動時，電流表的示數(shù)變?yōu)?安。由此可以，電動機正常工作時的輸出功率為(

)A.4瓦

B.6.4瓦

C.5.76瓦

D.0.64瓦【答案】C【解析】電機的輸出功率就是電機對外界單位時間提供的機械能。電機的輸入功率就是電機從電源吸取的有功功率。在理論的理想的狀態(tài)下，電機的輸入功率應(yīng)該等于輸出功率，但在實際正常的工作中由于實際存在的線圈電阻、轉(zhuǎn)軸摩擦損耗等因素的影響，會有少部分的電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能（主要是熱能）而損失掉，因此輸出功率都是要小于輸入功率的。電機的輸入功率=輸出功率+損耗功率。【解答】根據(jù)圖示可知，該電路為串聯(lián)電路；

當電動機正常工作時，定值電阻兩端的電壓UR=ＩＲ＝０.８Ａ５＝４Ｖ，電動機兩端的電壓ＵＭ＝１２Ｖ－４Ｖ＝８Ｖ，電動機消耗的功率ＰＭ＝ＩＵＭ＝０.８A8V=6.4W；

當電動機被卡住時，定值電阻兩端的電壓U’R=ＩＲ＝2Ａ５＝10Ｖ，電動機兩端的電壓Ｕ‘Ｍ＝１２Ｖ－10Ｖ＝2Ｖ，電動機的內(nèi)阻RM=；

電動機正常工作時損耗的熱功率Ｐ熱＝Ｉ2RM＝（0.8A）21=0.64W；

所以，電動機正常工作時的輸出功率P出=PM-P熱=6.4W-0.64W=5.76W；故Ａ、B、D錯誤；C正確；

5.（2018九上·柯橋月考）電動自行車有行駛工作、蓄電池充電兩種狀態(tài)，局部電路圖如圖所示，斷開S后充電插口可以外接充電器對蓄電池進行充電，電動自行車行駛過程中，其電動機正常工作電壓為48V，此時通過電動機線圈的電流為5A，電動機線圈的電阻是0.5Ω.下列說法正確的是（

）A.對蓄電池充電時，蓄電池相當于電路中的電源

B.電動自行車的電動機是把電能全部轉(zhuǎn)化為機械能

C.電動機正常工作1min，消耗的電能為14400J

D.電動機正常工作1min，電流通過線圈產(chǎn)生的熱量為14400J【答案】C【解析】（1）蓄電池有兩個角色，充電時是電源，用電時是用電器；

（2）電流通過任何導(dǎo)體都會發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

（3）已知電壓、電流和時間根據(jù)公式W=UIt計算電動機消耗的電能；

（4）已知電流、電阻和通電時間根據(jù)公式Q=I2Rt計算線圈產(chǎn)生的熱量。

A.對蓄電池充電時，蓄電池相當于電路中的用電器，故A錯誤；

B.電動自行車的電動機除了把電能轉(zhuǎn)化為機械能外，還會有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯誤；

C.電動機正常工作1min，消耗的電能為：W=UIt=48V×5A×60s=14400J，故C正確；

D.電動機正常工作1min，電流通過線圈產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=（5A）2×5A×0.5Ω=62.5J，故D錯誤。6.（2020·北侖模擬）如圖所示，當開關(guān)閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數(shù)是10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機Ｍ的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法不正確的是(

)A.電壓表V1的示數(shù)為6V

B.電路消耗的總功率是10W

C.通電1分鐘電流通過電動機產(chǎn)生的熱量是240J

D.通電1分鐘電動機產(chǎn)生的機械能是300J【答案】C【解析】（1）首先根據(jù)U=IR計算出定值電阻的電壓，再根據(jù)UM=U總-U計算電壓表V1的示數(shù)；

（2）根據(jù)公式P總=U總I總計算電路的總功率；

（3）根據(jù)Q=I2Rt計算電動機產(chǎn)生的熱量；

（4）首先根據(jù)W=UIt計算出電動機消耗的電能，再根據(jù)W機械=W-Q計算出產(chǎn)生的機械能。

【解答】定值電阻R與電動機串聯(lián)，電壓表V2測電源電壓，V1測電動機的電壓。

A.定值電阻的電壓為：U=IR=1A×4Ω=4V；

電壓表V1的示數(shù)為：UM=U總-U=10V-4V=6V，故A正確不合題意；

B.電路的總功率為：P總=U總I總=10V×1A=10W，故B正確不合題意；

C.通電1min電動機產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=（1A）2×1Ω×60s=60J，故C錯誤符合題意；

D.通電1min電動機消耗的電能：W=UIt=6V×1A×60s=360J；

電動機產(chǎn)生的機械能：W機械=W-Q=360J-60J=300J，故D正確不合題意。

7.（2021九下·慈溪月考）某一用直流電動機提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量為50kg，電源電壓為110V，不計電源電阻及各處摩擦。當電動機轉(zhuǎn)動，使物體以0.9m/s的速度勻速上升時，電路中的電流大小為5A。則電動機線圈的電阻大小為（

）A.22Ω

B.11Ω

C.16Ω

D.4Ω【答案】D【解析】首先根據(jù)P1==GV=mgV計算出電動機的機械功率，然后根據(jù)P=UI計算出電動機的輸入總功率，再根據(jù)P2=P-P1計算出線圈的發(fā)熱功率，最后根據(jù)P2=I2R計算電動機的線圈電阻?！窘獯稹侩妱訖C對物體做功的功率P1==GV=mgV=50kg×10N/kg×0.9m/s=450W電路總功率P=UI=110V×5A=550W電動機線圈的電阻的功率P2=P-P1=550W-450W=100W所以電動機線圈的電阻大小為R==4Ω；題組B能力提升練1.一臺電動機正常工作時，兩端的電壓為220V，通過線圈的電流為10A，若此線圈的電阻為2Ω，那么它的電功率是

W，這臺電動機1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是

J．【答案】2200；1.2×104【解析】（1）電動機的電功率P=UI=220V×10A=2200W；（2）1min電動機產(chǎn)生的熱量Q=W=I2Rt=（10A）2×2Ω×60s=1.2×104J；2.（2019?鹿邑縣一模）春節(jié)，小剛給弟弟買了一個電動小汽車，里面主要的部件是電動機。電動機的工作原理是________________________；該電動機的電壓由4節(jié)干電池提供，通過的額定電流為1A，電動機線圈電阻為0.5Ω，則小汽車正常工作2分鐘，消耗的電能為____J，輸出的機械能是____J?！敬鸢浮客妼?dǎo)線在磁場中受力的作用而轉(zhuǎn)動；720；660。【解析】（1）電動機是利用通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用而轉(zhuǎn)動的原理制成的；（2）電源電壓為：U＝4×1.5V＝6V，這臺電動機正常工作2min＝120s，電動機消耗的電能：W＝UIt＝6V×1A×120s＝720J，產(chǎn)生的電熱：Q＝I2Rt＝（1A）2×0.5Ω×120s＝60J，輸出的機械能：W機械＝W﹣Q＝720J﹣60J＝660J。3.（2020·慈溪模擬）如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質(zhì)量m=60kg，電源電壓U=220V保持不變，電動機線圈的電阻R=10Ω，不計各處摩擦，當電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I=4A。（1）電源的輸出功率是________。（2）試從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度分析計算，重物上升的速度大小為________m/s?！敬鸢浮浚?）880W（2）1.2【解析】（1）電源的輸出功率根據(jù)P總=U總I總計算；

（2）首先根據(jù)P熱=I2R計算出電動機的發(fā)熱功率，然后根據(jù)P機械=P總-P熱計算出機械功率，最后根據(jù)計算重物上升的速度?！窘獯稹浚?）電源的輸出功率P總=U總I總=220V×4A=880W；

（2）電動機的發(fā)熱功P熱=I2R=（4A）2×10Ω=160W；

電動機的機械功率：P機械=P總-P熱=880W-160W=720W；

重物上升的速度為：。4.電動自行車已成為大眾化的一種交通工具，小明對家里的電動自行車進行了測試，他騎車在平直的路面上由靜止開始運動，獲得如圖所示的速度v和牽引力F隨時間t變化的關(guān)系圖象。已知勻速行駛時，電動機輸入電壓48V，輸入電流5A，由圖可知，0～2s電動自行車受到的摩擦力為________N；電動自行車勻速行駛時，電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為________。

【答案】35；87.5%【解析】（1）觀察速度-時間圖象，電動自行車在0～7s速度越來越快，7～12s，速度不再變化；觀察牽引力-時間圖象，在7～12s牽引力大小不變，由于電動車勻速直線運動，牽引力等于摩擦力，求出摩擦力的大?。唬?）利用P=fv求電動自行車勻速行駛時克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出總功率，然后利用求效率。5.（2021九上·寧波月考）玩具風扇中使用的電動機的工作原理是

，當把該電動機接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流是0.4A；若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，測得此時流過電動機的電流是1A。那么該電動機線圈的電阻是

Ω，電動機正常工作時的效率是

%?！敬鸢浮客妼?dǎo)體在磁場中受到力的作用；0.5；75【解析】（1）根據(jù)電動機的工作原理解答；

（2）當電動機不轉(zhuǎn)時，為純電阻電路，可根據(jù)計算出電動機的線圈電阻；

（3）首先根據(jù)P總=U總I總計算出電動機的輸入功率，再根據(jù)P熱=I2R計算出發(fā)熱功率，最后根據(jù)P機械=P總-P熱計算出輸出功率，根據(jù)計算出電動機的效率。【解答】（1）玩具風扇中使用的電動機的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用；

（2）電動機的線圈電阻為：；

（3）電動機的輸入功率P總=U總I總=2V×1A=2W；

發(fā)熱功率為：P熱=I2R=（1A）2×0.5Ω=0.5W；

輸出功率：P機械=P總-P熱=2W-0.5W=1.5W；

電動機的工作效率：。6.（2019九上·寧波期末）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“6V6W”線圈電阻2字樣。當開關(guān)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.則啟動時，變阻箱R的阻值至少為________，當電動機啟動后，再次調(diào)節(jié)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________?！敬鸢浮?Ω；6W【解析】（1）電源電壓是12V，電流是2A，根據(jù)歐姆定律計算出電路的總電阻，然后根據(jù)計算變阻箱的阻值；

（2）電動機正常工作時的功率就是它的額定功率。

【解答】電路的總電阻；

變阻器R的阻值最少是：；

電動機進入正常工作狀態(tài)后，它的實際功率等于額定功率，也就是6W。

7.（2020·寧波模擬）如圖是小金研究電動機轉(zhuǎn)動是否對小燈泡亮度有影響的電路圖。開始小金先抓住轉(zhuǎn)軸合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉(zhuǎn)軸讓電動機轉(zhuǎn)動，繼續(xù)觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為U）。由此請你回答：（1）在電動機轉(zhuǎn)動時，電流所做的功________電流在電路中產(chǎn)生的熱量（選填“大于”“等于”或“小于”）（2）小金判斷電動機轉(zhuǎn)動后小燈泡會更亮，你認為小金的判斷正確嗎？并根據(jù)學過的知識給以解釋。

【答案】（1）大于

（2）當電動機不轉(zhuǎn)動時，電能全部轉(zhuǎn)化為小燈泡和細圈電阻上的熱能，所以W=Q，U1I1t=I21(R+r)t，得；

當電動機轉(zhuǎn)動時，電能轉(zhuǎn)化為電動機的機械能和小燈泡和細圈電阻上的熱能，所以W2>Q2，U2I2t>I22(R+r)t，得，所以I1>I2。

【解析】1、在電動機工作時電能轉(zhuǎn)化為了電動機的機械能和一部分熱能；

2、小燈泡的亮暗反應(yīng)了電燈泡的實際功率的大小，只需要比較小燈泡在電動機轉(zhuǎn)動前后流過電流的大小即可判斷小燈泡的亮暗情況。（1）在電動機轉(zhuǎn)動時，電流做所做的功分為兩部分，一是轉(zhuǎn)化為電動機的機械能，二是轉(zhuǎn)化為熱能。所以電流做的功大于電流在電路中產(chǎn)生的熱量；8.一輛電動自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表：規(guī)格后輪驅(qū)動直流電機車型26英寸額定輸出功率120W整車質(zhì)量30kg額定電壓40V最大載量120kg額定電流4.0A請根據(jù)上表計算：(1)此車電機的內(nèi)阻。(2)在額定電壓下，電機突然卡死時，電機的總功率?！敬鸢浮?.5Ω640W【解析】由表格讀出電機的額定電壓U＝40V，額定電流I＝4A，額定輸出功率即有用功率為P有＝120W。(1)電機的總功率即電功率P總＝UI＝40V×4A＝160W，電機發(fā)熱功率P熱＝P總－P有，P熱＝I2R，則P總－P有＝I2R，R＝(P總－P有)/I2＝(160W－120W)/(4A)2＝2.5Ω。(2)若電機突然卡死，則電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時電機電路是純電阻電路，歐姆定律成立，電機的總功率P＝U2/R＝(40V)2/2.5Ω＝640W。題組C培優(yōu)拔尖練1.（2021九上·余姚月考）如圖所示為“無人機”（多功能飛行器），它具有4個旋翼，可通過無線電進行操控，其在拍攝調(diào)查、無人配送等方面具有廣闊的前景.（1）該機一個旋翼的電動機額定功率為30瓦，額定電壓為15伏，電動機正常工作時，通過該電動機的電流為多少安？（2）該機所需的能量是由一塊輸出電壓為15伏，容量為5000mA?h的電池提供，若電能的80%用于飛行，飛行時的實際總功率為100W，則該機最多能飛行多少時間？【答案】（1）故電流為：I===2A

（2）電池儲存的能量：W=UIt=15V×5A×3600s=2.7×105J，W機=W×80%=2.7×105J×80%=2.16×105J，t===2160s(=36分鐘＝0.6小時也可以).答：通過的電流為2A.該機最多能飛行2160s【解析】（1）根據(jù)公式計算出通過電動機的電流；

（2）根據(jù)W=UIt計算出電池儲存的能量，再根據(jù)W機=W×80%計算出輸出的機械能，最后根據(jù)計算出飛行時間。2.（2020·江干模擬）為了防止電動機損壞，往往在電動機工作時需要與保護電阻串聯(lián)，原理圖如圖所示，已知電源電壓為U總=6V，電動機線圈有電阻，保護電阻R=4Ω。閉合開關(guān)后，電動機正常轉(zhuǎn)動，此時電動機兩端電壓UM=2V，試求：（1）電路中電流為多少安？（2）電路中消耗的總電功率為多少瓦？（3）分析比較電動機輸出功率和輸入功率的大小，從能量轉(zhuǎn)化的角度談?wù)劧卟煌脑??！敬鸢浮浚?）

（2）P總=U總I=6V×1A=6W

（3）通常P輸入大于P輸出，解釋：二者不同是因為，輸入電動機的是電能，經(jīng)過電動機輸出的是機械能，又因為電流的熱效應(yīng)，所以電動機在正常工作時將電能轉(zhuǎn)化為了機械能和內(nèi)能，所以輸出功率不能輸入功率不相等。【解析】（1）首先根據(jù)U=U總-UM計算出電阻R兩端的電壓，再根據(jù)計算電路中的電流；

（2）已知電路電流和總電壓，根據(jù)公式P總=U總I計算消耗的總功率；

（3）當電流經(jīng)過電動機時，電動機的線圈會發(fā)熱，即電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能和熱能，從這個角度對輸出功率和輸入功率的大小關(guān)系進行分析即可。3.（2020·蕭山模擬）我們在一些場館和樓房建設(shè)工地上，常見一種“塔吊”的起重設(shè)備，其主要組成為電動機和機械兩部分，如圖所示。假設(shè)某“塔吊”配置的電動機銘牌上標有：額定電壓380V，額定功率38kW，線圈電阻1Ω。在一次起吊中，該“塔吊”電動機正常工作50s，把質(zhì)量為3t的重物吊起44m（g取10N/kg）。求：（1）電動機吊起重物的過程中消耗的電能。（2）電動機正常工作過程中線圈產(chǎn)生的熱量。（3）該次起吊過程中“塔吊”機械部分的機械效率?！敬鸢浮浚?）W電=Pt=38kW×50s=1.9×106J

（2）I==100AQ=I2Rt=(100A)21Ω×50s=5×105J（3）W機=W電-Q=1.9×106J-5×105J=1.4×106JW物=Gh=mgh=3000kg×10N/kg×44m=1.32×106Jη=W物/W機=1.32×106J/1.4×106J=94.3%【解析】（1）根據(jù)公式W電=Pt計算消耗的電能；

（2）首先根據(jù)計算出通過線圈的電流，然后根據(jù)Q=I2Rt計算通過線圈產(chǎn)生的熱量；

（3）首先根據(jù)W機=W電-Q計算出電動機做的機械功，然后根據(jù)W物=Gh計算出有用功，最后根據(jù)計算機械效率。4.（2020·富陽模擬）電動機工作時將電