电动机练习题

1. 某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m＝50 kg，电源电压为120 V．当电动机以v＝ m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A．(g取10 m/s2)求：
(1)电动机线圈的电阻R等于多少
(2)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机线圈的电流多大电动机消耗的电功率又为多大
[解析] (1)电动机消耗的总功率P总＝UI，
电动机的输出功率等于机械功率P机＝Fv＝mgv，
电动机的发热功率P热＝I2R，
而电动机消耗的总功率、热功率和输出功率之间的关系为P总＝P热＋P机，
所以P热＝P总－P机，则R＝UI－mgv
I2
＝6 Ω.
(2)电动机不转动时相当于一纯电阻，由欧姆定律得
I′＝U
R
＝20 A，
所以，此时电动机消耗的电功率等于发热功率
P＝I′2R＝2 400 W.
2.在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为 A和 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为 A和 V．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．
[解析] 当电流表和电压表的示数为 A和 V时电动机停止工作，电路中只
有电动机的内阻消耗电能，其阻值r＝U
1
I
1
＝错误!＝Ω.当电动机正常工作时，电
流表、电压表示数分别为 A和 V，则电动机的总功率P总＝U2I2＝× W＝ W，线圈电阻的热功率P热＝I22r＝×2 W＝ W，所以P输出＝P总－P热＝ W－ W＝ W.
3.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1 Ω，当加在它两端的电压为 V 时，电流为 A，且能正常工作，求：
(1)它的额定输入功率多大
(2)工作时由导线发热损失的功率多大
(3)它的最大输出功率多大
[解析] (1)电动机的额定输入功率为：
P额＝UI＝× W＝ W.
(2)电动机的发热功率为：
P热＝I2R＝2×1 W＝ W.
(3)根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为：
P出＝P额－P热＝ W.
[答案] (1) W (2) W (3) W
4.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数U v＝110 V．试求：
(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率；
(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s2)
[解析] (1)电阻R两端的电压U R＝U－U v＝160 V－110 V＝50 V
电阻R中的电流I＝U
R
R
＝
50
10
A＝5 A，通过电动机的电流也为5 A.
(2)输入电动机的电功率P＝IU v＝5×110 V＝550 W.
(3)电动机输出的功率用来提升重物，
P－I2r＝mgv
解得，m＝53 kg.
[答案] (1)5 A (2)550 W (3)53 kg
5.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表.
(2)此电动机的内阻是多少电动机正常工作时的效率(输出功率与输入功率之比)是多少
(3)总质量70 kg(包括人及所带物品)的人骑此车沿平直公路行驶，若行驶过程中所受的阻力为车和人总重的倍，且只靠电动机提供动力，g取10 m/s2.求此人骑车行驶的最大速度．
[解析] (1)P入＝UI＝160 W.
(2)由能量守恒定律有P入＝P热＋P出
即UI＝I2r＋120，
解得r＝Ω，
正常工作效率η＝P
出
P
入
×100%＝75%.
(3)阻力F f＝(m人＋m车)g＝20 N，
P
出
＝F牵v，
达到最大速度时有F牵＝F f，
代入数据解得v＝6 m/s.
[答案](1)160 W (2) Ω75% (3)6 m/s。