电动机练习题
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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