Question

15．一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U=200V，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R=1Ω，當(dāng)它正常工作時(shí)通過(guò)的電流I=20A，若電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t=50s．求：
（1）電動(dòng)機(jī)消耗的總電能；
（2）線圈電阻上產(chǎn)生的熱量；
（3）電動(dòng)機(jī)機(jī)械效率．

Answer 1

分析 電動(dòng)機(jī)為非純電阻，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的同時(shí)，還有一部分電能轉(zhuǎn)化成了熱能，并且線圈與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)．
（1）已知通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流、電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和時(shí)間，可利用公式W=UIt計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電能．
（2）已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻、通過(guò)線圈的電流和時(shí)間，可利用公式Q=I²Rt計(jì)算線圈產(chǎn)生的熱量．
（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率等于輸出功率除以總功率．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)消耗的總電能：
E=UIt=200×20×50=2×10⁵J
（2）線圈電阻上產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=20²×1×50=2×10⁴J
（3）電動(dòng)機(jī)機(jī)械效率：
η=$\frac{E-Q}{E}$×100%=90%
答：（1）電動(dòng)機(jī)消耗的總電能2×10⁵J；
（2）線圈電阻上產(chǎn)生的熱量2×10⁴J；
（3）電動(dòng)機(jī)機(jī)械效率90%

點(diǎn)評(píng) 此題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，電功的計(jì)算，熱量的計(jì)算，需要注意的是，對(duì)于非純電阻，電動(dòng)機(jī)消耗的電能并不全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在選擇公式的時(shí)候應(yīng)注意．