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 2R
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=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)。

答案：有用功 额外功 (1)
0I U (2)左 (3)000UI IU UI - 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（ ）
A ．91%
B ．70%
C ．30%
D ．9%
答案：B
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 (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20Ω；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：（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)150W。