Question

4．微型吸塵器的直流電動機的內(nèi)阻一定，當加在它兩端的電壓為0.3V時，電流為0.3A，此時電動機不轉(zhuǎn)動；當加在它兩端的電壓為4.0V時，電流為0.8A，且它能夠正常工作，試分析當電動機正常工作時消耗的電功率及輸出的機械功率和電動機的效率．

Answer 1

分析 電機不轉(zhuǎn)時，其電路是純電阻電路，由歐姆定律求出其電阻．當電機正常工作時，根據(jù)P_總=UI求出消耗的電功率，根據(jù)能量守恒定律求出電機輸出的功率；由效率公式可求解效率．

解答 解：當電動機不轉(zhuǎn)動時，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時它相當于一個純電阻．
由題意知直流電動機線圈電阻R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.3}{0.3}$Ω=1Ω
正常工作時消耗電功率
P_電=U₂I₂=4.0×0.8 W=3.2 W．
發(fā)熱功率P_熱=I₂²R=0.8²×1 W=0.64 W．
由能量守恒知輸出機械功率
P_機=P_電-P_熱=3.2 W-0.64 W=2.56 W．
電動機的效率η=$\frac{{P}_{機}}{{P}_{電}}$=$\frac{2.56}{3.2}×100%$=80%
答：電動機正常工作時消耗的電功率為3.2W；輸出的機械功率為2.56W；電動機的效率為80%．

點評 本題考查功率公式的應用；對于電動機，不轉(zhuǎn)時，其電路是純電阻電路，歐姆定律成立；當電動機正常工作時，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立．