Question

12．有一個(gè)小直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A．求：
（1）電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻；
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率和效率；
（3）如在正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，其電路是純電阻電路，由歐姆定律求出電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻；
（2）當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，分別計(jì)算消耗電能和產(chǎn)生的熱功率從而計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率，再由效率公式計(jì)算其效率；
（3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子突然被卡住時(shí)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P_熱′=$\frac{{U}^{2}}{r}$．

解答 解：
（1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，由歐姆定律可得，電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻為：
r=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.2V}{0.4A}$=0.5Ω；
（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電壓為2V，工作電流是1A，
則電動(dòng)機(jī)消耗的電功率：P=UI=2V×1A=2W，
電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率：P_熱=I²r=（1A ）²×0.5Ω=0.5W，
所以輸出功率為：P_出=P-P_熱=2W-0.5W=1.5W，
則電動(dòng)機(jī)的效率：η=$\frac{{P}_{出}}{P}$×100%=$\frac{1.5W}{2W}$×100%=75%；
（3）如在正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)為純電阻，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率：
P_熱′=$\frac{{U}^{2}}{r}$=$\frac{（2V）^{2}}{0.5Ω}$=8W．
答：（1）電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻為0.5Ω；
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為1.5W，效率為75%；
（3）如在正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為8W．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)電路，要正確區(qū)分是純電阻電路，還是非純電阻電路，關(guān)鍵看轉(zhuǎn)子是否轉(zhuǎn)動(dòng)，電能是否全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．