Question

15．如圖是小明同學(xué)自制的電動機模型，小明對線圈引出線的兩端進行刮漆處理，一端全部刮掉，另一端只刮半圈，這樣做的目的是讓線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動．若采用的電源電壓是3V，線圈的內(nèi)阻是1Ω，通過線圈的電流是1A，則此自制電動機轉(zhuǎn)化為機械能的效率是66.7%．

Answer 1

分析 （1）在電動機中，線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后是由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動的；
（2）已知線圈的電阻和通過的電流以及通電時間，根據(jù)公式Q=I²Rt可求這臺電動機t內(nèi)產(chǎn)生的熱量．已知電動機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式W=UIt可求電動機t內(nèi)消耗的總電能；已知線圈在t內(nèi)消耗的電能，t內(nèi)消耗的總電能減去線圈消耗的電能就是電動機利用的電能，利用的電能與消耗總電能的比值就是這臺電動機的效率．

解答 解：（1）在電動機模型中，對線圈引出線的兩端進行刮漆處理，一端全部刮掉，另一端只刮半圈，這樣做的目的是讓線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動．
（2）這臺電動機t內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（1A）²×1Ω×t=1t；
電動機消耗的總電能：
W_總=UIt=3V×1A×t=3t，
電動機利用的電能：
W=W_總-Q=3t-1t=2t，
這臺電動機的效率：
η=$\frac{W}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{2t}{3t}$×100%≈66.7%．
故答案為：慣性；66.7%．

點評 本題考查直流電動機的工作過程、產(chǎn)生的熱量、效率等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．