中考科学—电动机的效率的计算(答案不完整)
电机计算方法
电机计算方法电机是现代工业生产中不可或缺的关键设备之一。
为了正确选择和应用电机,需要进行一系列的计算和分析。
本文将介绍一种常用的电机计算方法,帮助读者更好地理解和应用电机。
在进行电机计算之前,我们首先需要了解电机的基本参数。
常见的电机参数包括额定功率(P)、额定电压(V)、额定电流(I)、额定转速(N)、效率(η)等。
这些参数对于计算和选择电机至关重要。
电机功率是电机的重要指标之一。
通常,电机的功率计算方法为:P = V × I,即电压乘以电流。
在实际应用中,我们还需要考虑功率因数、效率等因素,以便更准确地确定电机功率。
电机转速的选择与具体应用息息相关。
通常,我们需要根据生产要求、设备负载和工作环境等因素,确定适当的电机转速。
过高或过低的转速都会影响电机的性能和使用寿命。
电机效率是衡量电机性能的指标之一。
电机的效率可以通过以下公式计算:η = (输出功率 / 输入功率) ×100%。
高效率的电机能够提高工业生产的能源利用效率,降低能源消耗和成本。
为了合理选择和应用电机,我们需要计算负载转矩。
负载转矩是系统中各个部件对电机施加的力矩,其中包括惯性转矩、摩擦转矩等。
根据负载转矩,我们可以确定电机的额定转矩和启动转矩等参数。
在实际的工程项目中,我们需要选择适合的电机类型和型号。
电机选型的方法包括对负载特性的分析、功率计算、转速选择等。
通过综合考虑各个因素,我们可以选择出匹配的电机,以满足工作要求和性能要求。
电机计算是电机应用中的关键环节,对于保证电机的正常运行和高效工作具有重要意义。
本文简要介绍了常用的电机计算方法,涉及电机功率、效率、转速等重要参数的计算和选择。
希望读者通过本文的研究,能够更好地应用电机,并提高工作效率。
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中考物理效率计算问题分析
中考物理效率计算问题分析效率是指机器或设备在工作过程中能够有效利用能量和资源的能力。
在物理学中,效率一般用能量转化的比例来表示。
在中考物理中,计算问题涉及到效率的主要有两个方面:机械效率和热效率。
一、机械效率机械效率是指机械设备在能量转化过程中有多大比例的能量转化为有用的输出功。
机械效率的计算公式为:ηm = Wout / Win其中,ηm表示机械效率,Wout表示有用的输出功,Win表示投入的输入功。
机械效率计算问题通常包括两种类型:动力问题和杠杆问题。
1.动力问题:动力问题是指涉及到能量转化的问题,如一个机械设备需要输入一定的能量才能完成项任务,而机械效率就是完成任务的有效能量与总输入能量之比。
在解决动力问题时,需要对输入能量和输出能量进行计算,并代入机械效率的计算公式,从而求解出机械效率的值。
2.杠杆问题:杠杆问题是指涉及到杠杆原理的问题,如一个杠杆上有两个物体分别位于两侧,通过杠杆的作用,物体可以实现力的放大或力的缩小。
在解决杠杆问题时,需要根据杠杆的杠杆臂长、力臂长和力的大小等参数,应用杠杆平衡条件和能量守恒原理,从而求解出机械效率的值。
二、热效率热效率是指热机将热能转化为有用工作的能力。
热效率的计算公式为:ηh = Wout / Qin其中,ηh表示热效率,Wout表示有用的机械功,Qin表示热量输入。
热效率计算问题通常包括两种类型:热机问题和能量转化问题。
1.热机问题:热机问题是指涉及到热机转化过程的问题,如一个热机在工作过程中通过吸收一定的热量并产生机械功。
在解决热机问题时,需要对热机输入的热量和输出的机械功进行计算,并代入热效率的计算公式,从而求解出热效率的值。
2.能量转化问题:能量转化问题是指涉及到能量转化的问题,如一个系统中通过能量转化的过程,将一种形式的能量转化为另一种形式的能量。
在解决能量转化问题时,需要对能量输入和输出进行计算,并代入热效率的计算公式,从而求解出热效率的值。
电机计算公式应用
电机计算公式应用引言电机是现代社会中非常常见的电力设备,广泛应用于家庭、工业以及交通运输等领域。
在电机的设计、选择和使用过程中,了解和应用电机计算公式是非常重要的。
本文将介绍一些常见的电机计算公式,并举例说明其应用方法。
电机功率计算公式电机的功率是电机提供的输出能力的度量。
根据电机的电流和电压,我们可以通过以下公式计算电机的功率:功率(W) = 电压(V) ×电流(A)例如,当电机的电压为220V,电流为10A时,可以计算出该电机的功率为2200W。
电机效率计算公式电机的效率表示电机在输出能力中的能量损耗程度,是衡量电机性能的重要指标。
电机的效率可以通过以下公式计算:效率(%) = (输出功率(W) / 输入功率(W)) × 100%例如,当电机的输出功率为2000W,输入功率为2200W时,可以计算出该电机的效率为90.9%。
电机转速计算公式电机的转速是电机的旋转速度,通常以每分钟转数(RPM)来表示。
电机的转速可以通过以下公式计算:转速(RPM) = (60 ×电源频率(Hz))/ 极对数例如,当电源频率为50Hz,极对数为4时,可以计算出该电机的转速为750RPM。
电机负载扭矩计算公式电机的负载扭矩是指电机输出轴所需扭力的大小。
电机的负载扭矩可以通过以下公式计算:负载扭矩(Nm) = (功率(W) × 60) / (2π × 转速(RPM))例如,当电机的功率为1000W,转速为1500RPM时,可以计算出该电机的负载扭矩为19.1Nm。
结论通过了解和应用电机计算公式,我们可以更好地理解电机的性能和特点,从而更有效地进行电机选型和使用。
本文介绍了电机功率计算、效率计算、转速计算和负载扭矩计算公式的应用方法,希望对读者有所帮助。
参考文献。
电动机的效率计算题(1)
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=U 0/I 0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=I 2R 机械功率:P= UI- I 2R2.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=I U =3.03.0Ω=1Ω,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=I 1·U l =0.8A ×2V=1.6W ,电动机的机械功率P 机=P 入一I 12·r=1.6W一(0.8A)2×1Ω=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:(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U 0、I 0,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η= (用测出的已知量表示)。
2021年中考科学精练18 电动机相关计算问题(Word版含答案)
训练18 电动机相关计算问题一.电动机计算问题(共6小题)1.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,利用身边现有的器材,设计了如图电路,测量他感兴趣的一些物理量;一些物理量已知电动机的规格“6V 6W”,电源电压为10伏,闭合电路中的开关S,调节滑动变阻器至电动机恰好正常工作,若整个的电能有50%转化为机械能,请计算:(1)滑动变阻器接入电路的电阻R是多少欧姆?电动机的线圈电阻r是多少欧姆?(2)电动机的效率为多少(小数点后面保留一位)?2.如图所示为“无人机”(多功能飞行器),它具有4个旋翼,可通过无线电进行操控,其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。
(1)起飞时,增大四个旋翼的转速,使吹向下方的风量增加,无人机就会上升,这是因为力的作用是。
在空中飞行时,只要增加侧两个旋翼的转速,就能使无人机右侧抬升,向左倾斜飞行。
(2)若该机在30s内匀速竖直上升120m进行空中拍摄,则它飞行的速度是m/s?(3)该机一个旋翼的电动机额定功率为30W,额定电压为15V,电动机正常工作时,通过的电流为A。
(4)该机所需的能量是由一块输出电压15V,容量为5000mA•h电池提供。
若电能的80%用于飞行,飞行时的实际功率为100W,则该机最多能飞行时间?3.如图为某些型号玩具电动机的工作电路图,电动机铭牌上标有“6V 6W,线圈电阻2Ω”字样,当开关闭合的瞬间,电动机尚未转动,此时通过电动机的电流称为启动电流,为了保护电动机,启动电流不得超过2A,求:(1)启动时,变阻箱R的阻值至少多大?(2)当电动机启动后,再次调节变阻箱R,使电动机进入正常工作状态,此时R消耗的电功率为多大?4.为确保G20峰会的顺利召开,杭州对城市基础设施进行大力的提升与改造。
在一部正在进行检修的人行天桥的扶梯上,小杨向检修师傅了解到相关的信息:扶梯的阶梯在电动机的带动下顺时针匀速转动,扶梯的倾斜角为30°,将行人竖直提升的高度为6米;阶梯正常情况下的运行速度为1米/秒,电动机允许通过的最大电流25安;由于轮轴、机械传动等方面的摩擦,自动扶梯工作时的机械效率为80%.在最大电流工作时,扶梯的输送能力为2人/秒;电动机接在电压U=380伏不变的电源上,人的平均质量为50 千克,求:(1)扶梯将行人从底端运送到顶端的时间。
额定效率计算公式
额定效率计算公式
额定效率是指设备在标准操作条件下所能实现的最高效率。
额定效率的计算公式可以根据设备的具体特点而有所不同。
以下是一些可能用到的公式:
1. 电动机额定效率计算公式:
额定效率= 额定输出功率÷额定输入功率
2. 空调额定效率计算公式:
额定效率= 制冷量÷输入功率
3. 风扇额定效率计算公式:
额定效率= 风量×静压÷输入功率
其中,风量是指单位时间内通过风扇的气流量;静压是指风扇将气流输送时所产生的压力。
需要注意的是,以上公式只是一些可能用到的例子,不同设备的额定效率计算方法可能不同。
在实际应用中,应根据具体设备的特点选择相应的计算公式,并确
保计算结果的准确性。
中考物理效率计算专题
初中物理效率计算专题(2014)我们已学过机械效率,而在近些年的中考中,效率已不再局限于机械效率,凡是涉及到能量的转移或转化,都会涉及到效率问题。
在能量的转移(或转化)中,转移(或转化)之后的能量与转移(或转化)之前的能量的比值就是效率(或叫转移率或转化率),思考下面的一些实例,就可理解效率问题。
一、太阳能热水器效率的计算(能的转化:太阳能转化为内能)例1、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能,太阳能以低能耗、低污染、低排放为特点来体现“城市,让生活更美好”的主题。
太阳能热水器箱容量为120L,热水器上的集热器的面积是2.5m2,在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W,如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃,需要阳光照射5小时。
求太阳能热水器的利用效率。
解题时注意:W有= Q吸=cm Δt(即物体吸收的热量)W总= PtS(根据题目信息计算)太阳能转化为电能:W有= Pt W总=PtS例2:太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一.太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动的一种新型机动车.有一辆太阳能实验车,它上面的太阳能电池的接收板的有效面积为S=8 m2,天气晴朗且接收板对着太阳时,每平方米面积上能够接收到的太阳能的功率为P0=103 W,太阳能电池输出的电压为U=120 V,可供电动机正常工作的电流为I =10 A.求:(1)在电动机正常工作时,太阳能电池的输出功率是多少?(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大?(3)若上述由太阳能电池供电的电动机正常工作时,电能的80%转化为机械能,且输出功率恒定.现用它通过一定滑轮将质量m=100 kg的重物匀速提升,如图所示,求重物匀速上升的速度.(摩擦及阻力不计,g=10 N/kg)二、电热水器、电磁炉效率的计算(能的转化:电能转化为内能)例:3、下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息.经分析得知,当开关S闭合时,饮水机处于加热状态,S断开时,饮水机处于保温状态.为了测量它加热时的实际功率,小明断开其它所有用电器,只将该饮水机接入家庭电路中,闭合开关S,测得热水箱中的水从20℃升高到100℃,所用时间为7.5min,同时观察到家中标有“1200r/kw•h”字样的电能表转盘转过120转(r).根据以上信息,求:(1)电阻R1的阻值(不考虑温度对阻值的影响);(2)饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[C水=4.2×103J/(kg•℃)];(3)饮水机加热时的实际功率;(4)饮水机此加热过程中的热效率.解题时注意:W有= Q吸=cm Δt(即物体吸收的热量)W总=Pt=UIt(即用电器消耗的电能)大车速行驶1h,克服摩擦力做得功是多少?(2)1h内此车所消耗的电能是多少?(3)此电动车的效率是多少?(4)如果用汽油驱动它,效率为40%,需要多少汽油?(汽油热值:4.6×107J/kg)解题时注意:W有=F s(即自行车通过这段距离所做的功)W总=Pt=UIt(即自行车这段时间内消耗的电能)例题5、一台抽水机的功率为10kW,利用它将54m3的水抽到20m高的水塔上共用了0.5h,那么该抽水机做的有用功、总功和机械效率分别是多少?(g取10N/Kg)解:四、汽车效率的计算(能的转化:内能转化为机械能)例6、随着国民经济的发展,汽车已走进广大家庭。
初中物理中考电动机问题及答案
初中物理中的电动机问题【解题关键】利用电动机轴不转动,求出电动机的线圈的电阻(设电源电压为U 总)1I 总U R =;一台电动机,电源的电压为U 总恒定且保持不变,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为I 1;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为I 2。
则该电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为多少?该电动机的机械功率是多少?【知识点一、电动机的机械效率的物理意义】即所转化的机械能所占消耗的总电能之比,一般也用百分数表示。
电动机的效率为η=E/W 总(其中E 是电动机消耗电能转化成的机械能,W 总是电动机消耗的电能总和)(1)电动机消耗的总电能为t I U W 2总总=(2)产生的内能为Rt I Q 22=(3)有效的机械能为t 222R I t I U Q W E -=-=总(4)电动机的效率为tI U Rt I t I U W E2222总总总-==η【知识点二、电动机的机械功率】机械功率=总功率-发热功率(即:R I I U P P P R E 222-=-=总总) (1)该电动机的总功率是:2I U P 总总=(2)该电动机的发热功率是:R I P R 22=(3)电动机的机械功率是:R I I U PP P R E 222-=-=总总 【思维点拨】利用电动机轴不转动,求出电动机的线圈的电阻(设电源电压为U 总)1I 总U R =;【典型应用】例1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V ,线圈内阻为2Ω,线圈中电流为10 A ,则这台电动机正例2.有一台“220 V,1OO W”的洗衣机,由于使用不当,造成电动机卡死,电动机由于温度升高而被烧坏,已知这台电动机内的线圈阻值为2 欧,则这台洗衣机正常工作2 min消耗多少电能?电动机被卡死时,2 min产生多少热量?【拓展演练】1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为220 V,线圈内阻为2Ω,它正常工作1 min消耗的电能为66 000 J,求通过电动机线圈内的电流。
中学机械效率和电动机的计算
电动机理论知识1、电功:W=UIt热功:Q=I 2Rt纯电阻和非纯电阻能量转化方式:纯电阻:电能转化为内能,可用欧姆定律进行计算,则W=Q ,且t R U Rt I UIt 22== 非纯电阻:电能大部分转化为其他形式的能,小部分转化为内能,不可用欧姆定律进行计算,即W ≠Q2、关于电动机机械效率的计算电功:W=UIt热功:Q=I 2Rt%%100-11002⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯-=U IR UIt Rt I UIt η 当电动机不转的时候为纯电阻电路,可利用欧姆定律求出电阻R 用于机械效率的计算。
例题:1、在计算电动机工作时所消耗的电功率时,小杰和小施产生了不同意见。
小杰利用公式P=IU 计算电动机所消耗的电功率,小施利用P=I 2R 来计算电动机所消耗的电功率。
(已知:电动机线圈电阻为R ,电动机工作时两端的电压为U,通过电动机的电流强度为I)(1)请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功率的方法是否正确,并说明理由。
(2)求这台电动机在时间t 内,电动机线圈产生的热量。
(3)求电动机在时间t 内所做的机械功。
2、某同学对录音机中的小电动机用如图电路进行实验研究。
闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为0.40V 时,电流表的示数为0.20A ,此时电动机未转动。
当电压的示数为2.0V 时,电流表的示数为0.30A ,此时电动机匀速转动,求:(1)电动机线圈的电阻;(2)电动机转动时消耗的电功率;(3)电动机转动时产生的机械功率。
(4)电动机转动的时候的机械效率。
机械效率的计算基本概念:1、有用功:不用机械,用力F 直接作用在物体上,力F 做的功即为有用功2、总功:利用机械,拉力做的功公式的运用:%%%总额外总额外有有总有100-100100⨯=⨯+=⨯=W W W W W W W W η杠杆:%1002211⨯=l F l F η 斜面要注意运用:W 总=W 有 + W 额例题:1、如图,要把一个质量是450kg 的贵重物品A 沿水平地面移动100m ,工人把它放在一个质量是50kg 的木板B 上,然后用400N 的水平拉力将木板B 沿直线匀速拉动,直至终点.(注:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比)(1)在匀速拉动B 的过程中,A 、B 之间的摩擦力是 N .(2)计算拉力做的总功是多少焦耳?(3)在拉力做功的过程中,机械效率是多少?2、如右第二图所示,一人用125N 的最小拉力将浸没在水中的重为500N 、密度为5×103kg/m 3 的金属块在水中匀速上升。
中考科学—电动机的效率的计算(答案不完整)
中考科学—电动机的效率的计算(答案不完整)中考科学—电动机的效率计算题(带答案)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=U 0/I 0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=I 2R机械功率:P= UI —I 2R电动机不转动时通过的电流【启动电流】⼤于转动时的电流【⼯作电流】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少?电动机的效率是多少?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=I U =3.03.0Ω=1Ω,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= U l ·I 1=2V ×0.8A =1.6W ,电动机的机械功率P 机=P ⼊⼀I 12·R=1.6W ⼀(0.8A)2×1Ω=0.96Wη=P 机/P ⼊=0.96W /1.6W=60%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:(1)按右图所⽰连接好电路,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,测出此时电压表和电流表的⽰数分别为U 0、I 0,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η= (⽤测出的已知量表⽰)。
中考物理效率计算大全
形形色色得效率计算考点分析我们已学过机械效率,而在近些年得中考中,效率已不再局限于机械效率,凡就是涉及到能量得转移或转化,都会涉及到效率问题。
在能量得转移(或转化)中,转移(或转化)之后得能量与转移(或转化)之前得能量得比值就就是效率(或叫转移率或转化率),思考下面得一些实例,就可理解效率问题。
1、应用太阳能加热物体时W 有=Q 吸=cm Δt (即物体吸收得热量) W 总=获得得太阳能(根据题目信息计算)2、电热转换效率W 有=Q 吸=cm Δt (即物体吸收得热量) W 总=Pt (即用电器消耗得电能)3、电力转换效率W 有=Fs (即自行车通过这段距离所做得功) W 总=Pt=UIt (即自行车这段时间内消耗得电能)4.力热转换效率W 有=Fs (即所做得有用功) W 总=Q 放=qm (燃料燃烧释放得热量)5、光电转化效率:指输出得电能占消耗光能得百分比效率η=总有W W ×100%,区分有用得与总得能量就是解决此类问题得关键所在。
典例剖析【典例1】为了解决老师们在办公时得饮水问题,学校新进了一批台式温热饮水机,其铭牌如下表所示。
右图就是饮水机得简化电路图,S 就是用感温材料制成得温控开关,R 1就是电阻,R 2就是供加热用得电阻丝。
请计算:(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中得电流就是多大?(2)正常工作时,该饮水机将热水罐中0、6kg 、18℃得水加热到93℃,用时6min 。
则该饮水机得加热状态时热效率为多少?(3)如果要使R 2在保温状态时得功率就是加热时得功率得一半,R 1与R 2得比值就是多少?【典例2】长江三峡工程就是一座集防洪、发电、航运与供水等综合利用得巨大水利水电工程。
其主要技术数据如下表所示:根据上述数据计算: 大坝高度/m 大坝长度/m 最高蓄水位/m 总库容量/m 3 平均流量m 3/min185 2335 175 4×1010 8、5×105(1)蓄满水时大坝底部受到水得压强多大?(2)每小时水流对水轮机所做得最大功为多大?(3)若利用水流发电得效率为40%,发电机所能达到得最大功率就是多大?跟踪训练一、应用太阳能加热物体时1、我们生活得佳木斯地区,到了冬季,因日照时问短,太阳能热水器得水达不到所需温度,为此人们研制了太阳能、电能两用热水器.大鹏家最近就安装了一台这样得两用热水器,如图所示,铭牌如下:(1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?(1L=10-3m 3)(2)大鹏将水箱装满水,只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时,需加热器正常工作多长时间? (设电能全部转化为热能)(3)在上述(2)情况下,加热器正常工作实际用了3小时,则此热水器得效率为多少?(4)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?(写出一条即可)2、太阳能热水器就是利用太阳能来对水加热得一种设备。
电动机的效率怎么计算
电动机的效率怎么计算
电机效率计算公式为η=(P2/P1)/100%。
电动机输出功率P2与电动机输入功率P1之比的百分数,叫做电动机的效率。
用字母“η”表示。
即:η=(P2/P1)×100%。
电动机是把电能转换成机械能的一种设备。
它是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。
电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机。
提高电机效率可以主要通过2种方式,一是通过一个频率转换器,提高运作效率的交流电机。
二是使用高效电机。
不同的频率转换器是主要的工业领域的节能,节能效率一般在30%以上,在某些行业甚至高达40%-50%。
2022年中考物理复习档位计算及电效率计算
档位计算及电效率计算1、如图为小明家的电饼铛,主要用于食品的烤烙和烹制.它采用双控电路,额定电压为220V,上、下盘同 时加热时额定功率为1000W,工作的简化电路如图,S 为总开关,S]DS 2为两个温控开关,(和可为上' 下 两盘的加热电阻,R 1=R 2 .(1)正常工作时,R 1消耗的电功率是多少W.(2)(正常工作时,通过R/勺电流是多少?(计算结果保留一位小数).(3)当小明关闭家中其他用电器,让电饼铛单独工作5mim 电能表转盘转过了 225r.(电能表标有2、某一电饭锅,其铭牌及内部电路如图所示,R 1是加热电阻,R 2是限流电阻,S 是一个温度控制开关,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使电饭锅从加热状态转为保温状态,煮饭时,电饭锅处于加热状态(1)请推测,开关S 闭合时,电饭锅处于加热状态还是保温状态?(2) R/勺阻值是多少?(3)保温时,通过R/勺电流是多少?(4) 句的阻值是多少? • Z20V *(要求写出推导过程) 敲定电压 频率 最饭功率 保温功率 220V 50Hz inoow 48. 4W3.电吹风是现代家庭的常用电器。
如图甲所示是电吹风的电路原理图,R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,某电吹风的主要技术参数如图乙所示:(1)当只闭合S1时,电吹风正常工作一分钟消耗的电能是多少?(2)当同时闭合S1,S2时,电吹风正常工作,通过R的电流为多大?(3)当电吹风正常工作并吹热风时,一分钟内电流通过R产生的热量是多少J?乙4.某电吹风的简化电路图如图所示,R1、R2是发热电阻丝,M是电动机。
开关S1闭合后,当S2接1、2时,通过电动机的电流为0.1A;当S2接2、3时,电路总功率为462W;当S2接3、4 时,电吹风的总功率为1100瓦。
电源电压为220V。
试求:(1)吹冷风时,电动机的功率是多少?(2)求R1的阻值及吹温风时,通过R1的电流时多少?(3)R2的电阻是多少?(结果保留小数点后两位)5、小杨家买了一个家用电吹风,如图甲所示,简化电路如图乙所示,主要参数如表格中所示,则(不考虑 温度对电阻的影响):(1)选择开关应旋至何处时,吹风机正常工作的功率最大?此时电路中的总电流多大?(保留一位小数)(2)当电路供电电压为198V 时,吹风机电热丝的实际功率为多大?6.如表格所示为某电烤箱的铭牌,高温档额定功率模糊不清。
浙教版中考科学集训:电热计算(含答案解析)
电热计算1.如图表是从某电热饮水机说明书上收集到的信息.当开关S闭合时,饮水机处于加热状态,S断开时,饮水机处于保温状态.为了测量它加热时的实际功率,小明断开其它所有用电器,只将该饮水机接入家庭电路中,闭合开关S,测得热水箱中的水(装满)从25℃升高到100℃,所用时间为7.5min,同时观察到家中标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过120转(r).不考虑温度对阻值的影响;根据以上信息,求:(1)饮水机热水箱中的水从25℃升高到100℃时所吸收的热量[c水=4.2×103J/(kg•℃)].(2)饮水机此加热过程中的热效率(η=×100%).(3)饮水机加热时的实际电压.解:(1)水的体积V=1L=1dm3=1×10﹣3m3,由ρ=得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg;则水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣25℃)=3.15×105J.(2)“1200r/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘就转过1200r,则电能表的转盘转过120r消耗的电能为:W==0.1kW•h=3.6×105J,饮水机的热效率:η=×100%=×100%=87.5%.(3)当开关S闭合时,饮水机处于加热状态,电路中只有R1工作,由P=得,R1的阻值为:R1===50Ω;饮水机的工作时间t=7.5min=450s,则饮水机的实际功率:P实===800W,则饮水机加热时的实际电压:U 实===200V.2.如图所示,电源电压12V,R1=10Ω,R3=50Ω.(1)只闭合开关S2,1min内R3产生的热量是多少?(2)只闭合开关S3,R1的功率是1.6W,R2的阻值是多少?(3)同时闭合开关S1、S2、S3,电流表的示数是多少?解:(1)由电路图可知,当只闭合开关S2,R1和R3串联,根据串联电路电阻特点可知,总电阻:R总=R1+R3=10Ω+50Ω=60Ω,欧姆定律得,电路中的电流:I===0.2A,时间t=1min=60s,由焦耳定律得,R3产生的热量:Q=I2R3t=(0.2A)2×50Ω×60s=120J.(2)由电路图可知,当只闭合开关S3,R1和R2串联,由P=I2R得,电路中的电流:I′===0.4A,由I=得,此时电路的总电阻:===30Ω,根据串联电路电阻特点可知,电阻R2的阻值:R2=﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω.(3)由电路图可知,当同时闭合开关S1、S2、S3,R1被短路,R2和R3并联,电流表测干路中的电流,由欧姆定律得,通过R2的电流:I2===0.6A,通过R3的电流:I3===0.24A,根据并联电路电流规律可得,干路中的电流:I1=I2+I3═0.6A+0.24A=0.84A,即电流表的示数为0.84A.3.如图甲所示是一种常见的电热水代,图乙是它的结构示意图,其性能指标如下表所示.(1)由题意可知,红色指示灯和发热体电阻联,且红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要(选填“大”或“小”)得多;(2)正常工作时电阻R的阻值是多少?(3)若热水袋内水的初温为15℃时,发热体R在额定电压下工作,电热水袋的加热效率是70%,则加热多少分钟指示灯就熄灭了?【c水=4.2×103J/(kg•℃)】解:(1)红色指示灯和发热体电阻在工作时互不影响,应为并联;由表格数据可知,指示灯功率远小于额定加热功率,且指示灯和发热体电阻的电压相等,根据P=可知,红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要大得多;(2)由P=可得,电阻R的阻值:R===96.8Ω;(3)根据ρ=可得,热水袋中的水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,温度从15℃升高到65℃,此过程中水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(65℃﹣15℃)=2.1×105J.由η=可得,消耗的电能:W===3×105J,发热体R在额定电压下工作,由W=Pt可得加热时间:t===600s=10min.4.容量为5.0L的某品牌电热水壶如图甲所示,简化电路图如图乙所示,S是保温和加热的自动转换开关.其加热功率为2kW,在1个标准大气压下,让该壶正常工作,将一满壶初温为20℃的水烧开用了15min.求:【水的密度为1.0×103kg/m3;水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)】(1)水吸收的热量?(2)电热水壶的效率?解:(1)一满壶水的体积:V=5.0L=5.0dm3=5×10﹣3m3,由ρ=可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg,在1个标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J;(2)由P=可得,正常加热消耗的电能:W=Pt=2000W×15×60s=1.8×106J,电热水壶的效率:η=×100%=×100%≈93.3%.5.如图所示是通过直流电动机提升重物的示意图.已知电动机的线圈电阻为1.5Ω,电动机正常工作时,通过线圈的电流为2A;重物质量为540g,以10m/s 匀速上升.不计绳重和一切摩擦,g取10N/kg,试求在重物上升20s的过程中:(1)电流通过线圈产生的热量;(2)电动机的工作效率;(3)电压表的示数.解:(1)线圈的功率为:P线圈=I2R=(2A)2×1.5Ω=6W,电流通过线圈产生的热量:Q=W=P线圈t=6W×20s=120J;(2)提升物体的有用功:W有=P机械t=54W×20s=1080J;电动机消耗的电能:W=Pt=60W×20s=1200J,电动机工作效率:η=×100%=×100%=90%.(3)电动机做功的功率:P机械====mgv=0.54kg×10N/kg×10m/s=54W,电动机的功率:P=P机械+P线圈=54W+6W=60W,由P=UI得电动机两端的电压即电压表的示数:U===30V;6.如图1所示,是某家用电热水壶内部的电路简化结构图,其中R1、R2为阻值相同的电热丝,有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式,该电热水壶加热有高温、中温、低温三档,中温档的额定功率为500W,求(1)电热水壶调至中温档正常加热,将2kg温度为30℃的水烧开(标准大气压下)需要20min,水所吸收的热量及电热水壶的效率;(2)电热水壶高温档的额定功率;(3)若某次电热水壶用高温档加热0.1h,耗电0.09kW•h,通过计算判断此时电热水壶是否正常工作.解:(1)标准大气压下水的沸点为100℃,则水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣30℃)=5.88×105J,由P=可得,消耗的电能:W=P中t′=500W×20×60s=6×105J,电热水壶的效率:η=×100%=×100%=98%;(2)由题知,R1、R2为阻值相同的电热丝,设R1=R2=R,甲图为开路,P甲=0,乙图中两电阻串联,R乙=2R,P乙==,丙图中只有电阻R1工作,R丙=R,P丙==,丁图中两电阻并联,R丁=R,P丁===2,由以上可知,丙图为中温档,丁图为高温档,则电热水壶高温档的额定功率:P高=2P中=2×500W=1000W;(3)电热水壶的实际功率:P实===0.9kW=900W<1000W,则此时电热水壶不是正常工作.7.小芳给爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图甲所示,足浴器某次正常工作时,加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率,控制面板显示如图乙所示,求(1)此时足浴器的工作电流.(计算结果保留一位小数)(2)足浴器装入最大容量初温为25℃的水,将其加热到控制面板上显示的温度时,水所吸收的热量.[C水=4.2×103J/(kg•℃)](3)上述加热过程用时15min,该足浴器热效率.(4)整个加热过程中,水温降至40℃时,足浴器自动加热至45℃,水温随时间变化的图象如图丙所示,当水温第一次加热至45℃时,小芳开始给爷爷足浴1小时,求这次足浴给水加热消耗的电能.解:(1)由图乙可知,足浴器的功率P=500W,由P=UI可得,此时足浴器的工作电流:I==≈2.3A;(2)足浴器装入最大容量时水的体积:V=5L=5dm3=5×10﹣3m3,由ρ=得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg,则水所吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(45℃﹣25℃)=4.2×105J;(3)加热时间t=15min=900s,由P=得,电热足浴器消耗的电能:W=Pt=500W×900s=4.5×105J,则该足浴器的热效率:η=×100%=×100%≈93.3%;(4)由图丙可知,1h内有3个时间间隔不需要加热,每次不需要加热的时间间隔t1=25min﹣15min=10min,则1h内需要的加热时间:t2=60min﹣3t1=60min﹣3×10min=30min=1800s,这次足浴给水加热消耗的电能:W′=Pt2=500W×1800s=9×105J.8.如图甲所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试,在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损.从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示.电源电压=24V,定值电阻R0=10Ω.求:(1)重物未下落前,闭合开关,0.5秒内R0上产生了多少热量?(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?(3)撞击后,若质量为20kg重物刚好静止在样品上时,电流表的读数是多大?解:(1)重物未下落前,没有撞击传感器,传感器的电阻不变,电路中电流不变,由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,0.5秒内R0上产生的热量:Q=I2R0t=(0.2A)2×10Ω×0.5s=0.2J;(2)由图丙可知,撞击力最大时,电阻最小,电流最大,又由图乙可知,最大的电流为I m=1.2A,根据欧姆定律和串联电路电压规律可知,电源电压:U=I m(R0+R),此时压力传感器的电阻:R=﹣R0=﹣10Ω=10Ω,由图丙可知,样品受到的最大撞击力:F=600N;(3)质量为20kg重物的重力为:G=mg=20kg×10N/kg=200N,由图丙知,当样品受到的撞击力是200N时,压力传感器电阻为R传=70Ω,根据串联电阻的规律,总电阻R总=R传+R0=70Ω+10Ω=80Ω,此时电路中的电流I总===0.3A.9.如图1所示为一款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅,该电火锅的部分参数如下表所示.该锅可实现火锅、烧烤同时进行,也可以分开控制.其部分简化电路如图2所示,开关S1控制中央汤锅的加热,S2控制左右两侧的烧烤盘,R1为电加热丝,R0在加热板外侧,为调温电阻.(1)分析电路图可知,当开关S1接通,温控开关闭合时,汤锅处于(选填“加热”“保温”)状态,在实际使用中,左右两侧的电热烧烤盘可以同时工作也可以独立工作,左右两侧的电热烧烤盘是(选填“并联”或“串联”)的.(2)汤锅加热状态正常工作时,通过R1的电流为多少?一个标准大气压下,加热状态时,将汤锅中2kg 水由20℃加热到100℃,用时14min,求该电热丝加热状态时的效率?(保留三位有效数字)[(c水=4.2×102J)(kg•℃)](3)若R0的电阻为56Ω,则汤锅保温档时1s消耗的电能是多少?解:(1)由电路图可知,当开关S1接通,温控开关闭合时R0被短路,电路为R1的简单电路,此时电路电阻较小,由P=可知,电路电功率较大,汤锅处于加热状态;因为左右两侧电热煎烤盘既可以同时使用,也可各自独立使用,互不影响,所以左右两烧烤盘电热丝的连接方式应为并联;(2)汤锅加热状态正常工作时,电路为R1的简单电路,由P=UI可得,通过R1的电流:I===5A;水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J,由P=可得,消耗的电能:W=P加热t=1100W×14×60s=9.24×105J,该电热丝加热状态时的效率:η=×100%=×100%≈72.7%.(3)由P=可得R1的阻值:R1===44Ω,汤锅处于保温状态时,温控开关断开,此时R0与R1串联,此时电路中的电流:I′===2.2A,则汤锅保温档时1s消耗的电能:W=UI′t=220V×2.2A×1s=484J.10.小明家买了一台带有加热功能的自动洗衣机,其技术参数如下表所示,如图所示是洗衣机洗一次衣服的过程中,洗涤和脱水交替工作的P﹣t图象.(1)洗衣机能够脱水,是利用了,洗衣机脱水时的正常工作电流是多少?(2)洗衣机正常洗衣一次,消耗的电能是多少?(3)在寒冷的冬天,洗涤前需先将水加热到适宜的温度,提高洗涤效果.加热时电能的80%转化为水的内能,若给5kg初温为10℃的水正常加热10min,可使水的温度升高到30℃,求洗衣机上安装的加热电阻为多少?[c水=4.2×103 J/(kg•℃),计算结果保留整数].解:(1)用洗衣机能把衣服甩干时,这利用了水的惯性,使水从衣服中脱离出去;由P=UI可得,洗衣机在脱水时的正常工作电流:I===2A;(2)由P=可得,洗衣机在额定电压下累积洗涤12min消耗的电能为:W洗=P洗t洗=220W×12×60s=1.584×105J;洗衣机在额定电压下累积脱水4min,消耗的电能为:W脱=P脱t脱=440W×4×60s=1.056×105J;洗衣机共耗电:W=W洗+W脱=1.584×105J+1.056×105J=2.64×105J;(3)5kg初温为10℃的水升高到30℃,吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/kg•℃)×5kg×(30℃﹣10℃)=4.2×105J;又因为加热时电能的80%转化为水的内能,则W电===5.25×105J;根据W=t,可得R=t=×600s≈55Ω.11.养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器,采用新型电加热材料,通电后产生热量把壶内的水加热.如图是某款养生壶及其铭牌,求:(1)养生壶正常工作时的电阻;(2)若正常工作时,养生壶加热效率为91%,将1kg水从20℃加热到85℃需要多长时间;【c水=4.2×103J/(kg•℃)】(3)用电高峰期,家中只有液晶电视机和养生壶工作时,养生壶将1kg水从20℃加热到85℃,实际用时363s,通过电能表测得此过程共耗电3.726×105J,此时养生壶两端的电压和通过液晶电视机的电流多大.(设养生壶的电阻和加热效率不变).解:(1)由P=可得,养生壶正常工作时的电阻:R===48.4Ω.(2)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(85℃﹣20℃)=2.73×105J,由η=可得,养生壶消耗的电能:W===3×105J,由P=可得,养生壶工作时间:t===300s;(3)在用电高峰时,养生壶仍然将1kg水从20℃加热到85℃,且加热效率不变,所以养生壶消耗的电能不变,仍然为3×105J,则养生壶的实际功率:P实===W≈826W,养生壶的电阻不变,由P=可得实际电压:U 实===200V,此过程共耗电3.726×105J,则电路的总功率:P总===1026W,因为P总=P实+P液晶,所以液晶电视机的实际功率:P液晶=P总﹣P实=1026W﹣826W=200W,由P=UI可得,通过液晶电视机的电流:I===1A.12.图甲为某新型电饭煲,额定电压为220V.它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感.图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关.将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示.求:(1)0~30min,电饭煲产生的总热量.(2)S和S1均闭合,电路中的总电流.(3)电热丝R2的阻值.(4)当用电高峰期,当实际电压为200V时,从开始工作到S1第一次自动断开,使用该电饭煲的实际电功率为多少?(计算结果取整数)解:(1)由电路图可知,当开关S和S1都闭合时,电路为R1与R2并联,电饭煲的功率较大;只闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,电饭煲功率较小;由图乙可知,工作30min中,功率P1=660W时的时间t1=15min=900s,功率P总=880W时的时间t2=30min﹣15min=15min=900s,由Q=W=Pt可得,0~30min内电饭煲产生的总热量:Q=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+P总t2=880W×900s+660W×900s=1.386×106J;(2)S和S1均闭合,R1和R2并联,由丙可知,P总=880W,由P=得,电路中的总电流:I总===4A;(3)闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,P1=660W,开关S和S1都闭合时,电路为R1与R2并联,所以R2的功率:P2=P总﹣P1=880W﹣660W=220W由P=可得,R2的阻值:R2===220Ω.(4)由P=得,电饭煲最大功率时,电路中的总电阻:R===55Ω,则该电饭煲的实际电功率:P实==≈727W13.如图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有电热膜(热电偶),使用时,镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于成像,下表是该防雾镜的相关数据:(1)求防雾镜正常工作时的电流.(2)经测试,在﹣10℃环境下.正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40℃,求电热膜绐平面镜的加热效率.[玻璃的比热容为0.75×103J/(kg•℃)](3)如图乙所示,小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器,能使电热膜的功率在原功率的25%~100%之间变化,以满足不同季节使用的需要.请求出R的最大阻值.解:(1)由P=UI可得,防雾镜正常工作时的电流:I===0.5A;(2)正常工作400s,平面镜吸收的热量:Q吸=cm△t升=0.75×103J/(kg•℃)×1.1kg×40℃=3.3×104J,正常工作400s,电热膜产生的热量:Q=W=Pt=110W×400s=4.4×104J,加热效率:η=×100%=×100%=75%.(3)由P=可得,电热膜的电阻为R0===440Ω,如图乙所示,给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器,当R的阻值最大时,通过电热膜的电流最小,此时电热膜的功率最小,则P最小=110W×25%=27.5W;由P=I2R0,此时通过它的电流:I小===0.25A,电路中的总电阻:R总===880Ω,根据串联电路的电阻特点可得,变阻器的最大阻值为R=R总﹣R0=880Ω﹣440Ω=440Ω.14.如图所示是某品牌智能座便器,它集温水洗净、按摩、暖圈和夜光等多项功能于一身.下表为它的部分技术参数和相关信息.安全装置温度开关、漏电保护装置等 温水洗净功能 加热类型 即热型 温水温度 四档(32℃﹣40℃) 喷出量 1×10﹣5m 3/s (1)当智能座便器电路发生短路时,家庭电路中的空气开关断开,起到保护的作用.空气开关要安装在 (选填“火”或“零”)线上.(2)在该智能座便器的电路中,温水洗净功能中的电热丝与暖风干燥功能中的电动机能独立工作,则它们是 (选填“串联”或“并联”)连接的.(3)即热型是指在使用温水洗净功能时,要求水温能在1秒内由0℃加热到32℃.则加热功率至少为多少【c 水=4.2×103J/(kg•℃)、水的密度为1.0×103kg/m 3】解:(1)为了安全,当开关断开时,应使用电器与火线断开,因此空气开关要装在火线上;(2)并联电路中各用电器独立工作、互不影响,所以电热丝与电动机是并联连接的;(1)由喷出量可知,1s 内加热水的体积:V=1×10﹣5m 3, 由ρ=可得,加热水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m 3×1×10﹣5m 3=0.01kg , 水吸收的热量:Q 吸=cm (t ﹣t 0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.01kg×(32℃﹣0℃)=1344J ,在不考虑热损失时,加热功率最小,所以,加热的最小功率:P====1344W .15.如图所示,灯L 标有“6V 3W”字样,电源电压恒为6V ,R 1的电阻是3Ω.若灯丝电阻不随温度变化而变化.试求:(1)灯L 的电阻是多少?(2)闭合S 1、S 2接b 时,电阻R 1在60s 内产生的热量是多少?(3)断开S 1、S 2接a 时,小灯泡的实际功率是多少?解:(1)由P=得,灯L的电阻:R L===12Ω.(2)闭合S1、S2接b时,灯L与电阻R1并联,根据并联电路中各并联支路两端的电压相等可知,电阻R1两端的电压:U1=U=6V,通过电阻R1的电流:I1===2A,则电阻R1在60s内产生的热量:Q=R1t=(2A)2×3Ω×60s=720J.(3)断开S1、S2接a时,灯L与电阻R1串联,根据串联电路电阻特点可知,电路总电阻:R=R L+R1=12Ω+3Ω=15Ω,电路中的电流:I===0.4A,则小灯泡的实际功率:P实=I2R L=(0.4A)2×12Ω=1.92W.。
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中考科学—电动机的效率计算题(带答案) 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=U 0/I 0
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=I 2R
机械功率:P= UI —I 2R
电动机不转动时通过的电流【启动电流】大于转动时的电流【工作电流】
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少?电动机的效率是多少?
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=I U =3
.03.0Ω=1Ω,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= U l ·I 1=2V ×0.8A =1.6W ,
电动机的机械功率P 机=P 入一I 12·R=1.6W 一(0.8A)2×1Ω=0.96W
η=P 机/P 入=0.96W /1.6W=60%
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:
(1)按右图所示连接好电路,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,测出此时电压表和电流表的示数分别为U 0、I 0,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η= (用测出的已知量表示)。
2、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()
A.91% B.70% C.30% D.9%
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=?,电动机提升重物的效率η= ?(取g=10N/kg)
4、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 (g取l0N/kg)
(1)电动机线圈的电阻R是多少?
(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?
5、如图所示,直流电动机通过电流做功提升重物,但在电能转化成机械能的
过程中,有部分电能变成内能。
已知线圈电阻1.5Ω,电动机正常工作时,通过线圈电流2A,物体质量540g,以1Om/s匀速上升,不计绳的重力和一切摩擦。
物体上升20s的过程中。
求:(l)电压表读数;(2)电流通过线圈产生的热量;(3)提升物体的有用功;(4)电动机工作效率。
6、电动自行车已是我们生活中必不可少的交通工具。
电动骑行时,蓄电池给
车上的电动机供电,为车提供动力。
下表是某种型号电动自行车主要的技术参数。
问:
(1)该电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大?
(2)行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为0.005m 2,某中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶,试计算地面受到的压强是多大?(g 取10N/kg ,中学生体重取50 kg )
(3)从环保的角度考虑,与摩托车相比,电动自行车有什么优点?(列举两条)
7、在场馆和楼房建设工地上,“塔吊”是常见的一种起重设备,如图所示是“塔
吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V , 额定功率38kW ,线圈电阻0.4Ω.在一次吊起重物时,
电动机正常工作20s ,把重物吊起20m .求:
(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能.
(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量.
(3)在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效
率为80%,则被吊重物的质量为多少t ?
整车 质 量 35kg
最高车速 30km/h 轮胎限压 2×105Pa 最大噪声 62dB 蓄电池 36V /10Ah 电动机 额定电压 36V 额定功率 240W 电动机效率 80%
8、地铁可以缓解城市公交运输压力,某学校综合实践活动小组的同学们收集
××型号 地铁机车 地铁电力机 车功率106W 平均速度60 km /h 牵引力5×104 N 额定载客量
500人
××型号 公交汽车 燃油热值 4x107 J /kg 平均速度15 km /h 牵引力3000 N 额定载客量40人
(1
(2)公交汽车每千米消耗燃油0.3kg ,行驶1.8 km 路程所消耗的燃油完全
燃烧放出多少热量?公交汽车的效率是多少?
(3)根据题中获得的信息,从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点.(写出两条即可)
1、答案:有用功 额外功 (1)00I U (2)左 (3)0
00UI IU UI 2答案:B 3、R= 4Ω η= 81.8%. 4、10欧 0.2米/秒
5、1电压表测的是电动机的电压,电动机不是纯电阻,欧姆定律不适用。
P 热=I 2R=(2A)2×1.5Ω=6W P 机械=Fv=mgv=0.54kg×10N/kg×10m/s=54W
P 总=P 热+P 机械=6W+54W=60W
电动机的电压U=P 总/I=60W/2A=30V
(2)电流通过线圈产生的热量Q=I 2Rt=(2A)2×1.5Ω×20s=120J
(3)提升物体的有用功W 有用=mgh=mgvt=0.54kg×10N/kg×10m/s×20s=1080J
(4)提升物体的总功W 总=P 总t=60W×20s=1200J
电动机工作效率η=W 有用/W 总=1080J/1200J=90%。