Question

19．小明準(zhǔn)備參加玩具賽車比賽，他運用如圖所示的電路來挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動機，設(shè)電池的電壓恒定不變，他先用手捏住電動機的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動，閉合開關(guān)后讀出電流表的讀數(shù)為I₁=2A；然后放手，當(dāng)電動機正常轉(zhuǎn)動時，又讀出電流表的讀數(shù)為I₂=0.6A．試求該玩具電動機轉(zhuǎn)動時將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率η．

Answer 1

分析 電動機不轉(zhuǎn)動，電流表的讀數(shù)為2A，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$表示出電動機電阻，當(dāng)電動機正常轉(zhuǎn)動時，電流表的讀數(shù)為0.6A，再有電源電壓可表示出電動機消耗的總功率；根據(jù)焦耳定律表示出發(fā)熱功率，用總功率減去發(fā)熱功率，就是轉(zhuǎn)化成動能的功率，最后求出轉(zhuǎn)化成動能的功率與總功率之比就是電動機正常轉(zhuǎn)動時的效率．

解答 解：電動機的電阻：R=$\frac{U}{{I}_{1}}$，
電動機消耗的總功率：P_總=U×I₂，
發(fā)熱功率：P_熱=I₂²×$\frac{U}{{I}_{1}}$，
轉(zhuǎn)化成動能的功率：P_動=P_總-P_熱=$\frac{{I}_{1}{I}_{2}-{I}_{2}^{2}}{{I}_{1}}U$，
電動機正常轉(zhuǎn)動時的效率：η=$\frac{{P}_{動}}{{P}_{總}}$=$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{2-0.6}{2}$=70%
答：該玩具電動機轉(zhuǎn)動時將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率η為70%．

點評 本題電功率的有關(guān)運算，注意電動機不是純電阻的，求電動機的總功率必須要用P=UI來計算，發(fā)熱功率必須要用P=I²R來計算．