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与两端电压求出线圈的电阻R=U 0/I 0

通电转动的时候:电能转化为机械能与热能(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,输入的电功率就是多少?电动机的机械功率就是多

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与机械能,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与线圈发热、摩擦等产生的内能。

其中转化为机械能所做的功就是 ,转化为内能所做的功就是 (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,但其她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,凑出此时电压表与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)

00I U (2)左 (3)0

00UI IU UI - 2、 (作业本复习题)小华准备参加玩具赛车比赛,她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,她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就是多少？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

速度就是多少？0、2米/秒

如图14所示,建筑工地上的吊车就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)滑轮组的机械效率就是多少？(2)电动机的额定功率就是多少？

(1)33、3% (2)150W

1、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,于就是她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、5Ω,通过线圈的电流为0、2 A,这台电扇正常工作1 min 消耗多少J的电能？产生多少J的热量？

3、电动机就是一种使用广泛的动力机械,从能量转化的角度瞧.它主要就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就是多少,(2)已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt(其中I、R与t分别表示通过导体的电流、导体的电阻与通电时间),若该电动机线圈的电阻就是0、4Ω,则线圈每分钟产生的热量就是多少? (3)这台电动机每分钟所做的机械功就是多少?

4、文韬同学的玩具电动车上有一微型直流电动机。从消耗电能方面瞧,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,您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。