电动机由易到难练习题 (1)

电动机由易到难练习题

1.小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是（）

A. 直流电动机的铜半环与电刷接触不良

B. 电源电压太低

C. 线圈刚好处于平衡位置

D. 线圈中的电流太小

【答案】C

2.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5Ω。为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路（符号表示数值可读的变阻器）。已知电源电压为12V，当变阻器的阻值为6Ω时，电压表的读数为3V。计算此时：

（1）通过电动机的电流；

（2）电动机消耗的电功率。

【答案】（1）总

（2）电动机消耗的电功率P＝U机I＝3V×1.5A＝4.5W

3.小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a）所示的电路中。已知电源电压U=3V并保持不变，线圈电阻R=0．5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I=0．8A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b）所示，不计摩擦。求：

（1）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q；

（2）电动机输出的机械功率P；

（3）电动机能量转换效率η。

【答案】（1）解：t=1min=60s，电机正常运转时消耗的电能W=UIt=3V×0.8A×60s=144J，线圈产生的热量Q=I2Rt=（0.8A）2×0.5Q×60s=19.2J

（2）解：由能量守恒得，电机输出的机械功W1=W-Q=144J-19.2J=124.8]，机械功率p=

（3）解：由能量转化与守恒知，电能转化为机械能与内能，电动机能量转换效率η= ×100%=

×100%=86.7%。

4.有一个电动机接在电压为6V不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电流为3A，松手后电动机稳定转动，电流为0.3A．求：

（1）电动机转动时，每分钟线圈产生的热量；

（2）电动机转动时的机械功率．

【答案】（1）因为，所以电动机线圈的电阻

电动机转动时每分钟线圈产生的热量：

Q=I2Rt=（0.3A）2×2Ω×60s=10.8J

（2）电动机总功率：P总=UI=6V×0.3A=1.8W

线圈发热功率：P热=I2R=（0.3A）2×2Ω=0.18W

输出的机械功率：P=P总﹣P热=1.8W﹣0.18W=1.62W

5.如图为某种型号玩具电动机的工作电路图，电动机铭牌上标有“6 V 6 W，线圈电阻2 Ω”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

2安，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？【答案】（1）解：启动时，电动机尚未转动，没有对外输出机械能，此时的电路为纯电阻电路，线圈电阻和变阻箱串联，由得电路总电阻：R＝＝＝6欧，变阻箱电阻R变＝R－R线＝6欧－2欧＝4欧（2）解：电动机正常工作，由P＝UI得电路中电流：I′＝＝＝1安变阻箱两端电压U变＝U－U额＝12伏－6伏＝6伏，变阻箱消耗电功率：P′＝U变I′＝6伏×1安＝6瓦

6.有一个电动机接在电压为6V不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电流为3A，松手后电动机稳定转动，电流为0.3A．求：

（1）求电动机线圈电阻；

（2）电动机转动时电能转化为机械能和热能，求电动机转动时每分钟线圈产生的热量。

【答案】（1）解：R= = =2Ω

（2）解：Q= I2·R·t

=(0.3A)2×2Ω×60S

=10.8焦

7.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。电动机的规格“6V，6W”，电源电压为10V，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，若整个电路消耗的电能有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?电动机的线圈电阻r是多少欧?

（2）电动机的效率为多少?(小数点后面保留一位)

【答案】（1）解：电动机正常工作，所以U滑=U电源-U电动机=10V-6V=4V，I滑=I电动机==P电动机/U电动机=6W／6V=1A，R滑=U滑=4Ω；电路消耗电能50％转化为机械能，则剩下50％用于电阻发热，即I2(R+r)=50％U电源I，解得

R+r=5Ω，则r=1Ω

（2）解：η电动机=P机/（P机+P热)=83.3％

8.如图所示是一直流电动机提升重物的装置.已知重物质量m=50kg，电源电压U=110V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A(g=10N/kg）。求：

（1）电动机线圈电阻R的发热功率；

（2）电动机的输出功率；

（3）重物上升的速度大小。

【答案】（1）解：根据焦耳定律得电阻R的发热功率：P热=I2R=52×4=100W

（2）解：电动机的输入功率等于输出功率和线圈电阻产生的热功率之和，故：

P总=P热+P出

所以：P出=P总-P热=UI-P热=110V×5A-100W=450W

（3）解：电动机的输出功率等于绳子拉力对重物做功的功率，由于物体匀速上升，故绳子拉力做功的功率等于克服重力做功的功率，故：

P出=mgV

所以：v= 出

9.某同学准备参加玩具赛车比赛。他需要选择一只能量转化效率高的电动机。设电池电压恒定不变为U，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后电流表的读数为I1，然后放手，当电动机正常转动时，电流表的读数为I2。

（1）求该电动机的内阻为多少？