Question

【題目】電動機是一種使用廣泛的動力機械，從能量轉(zhuǎn)化的角度看，它正常工作時主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能，還有一部分在線圈中以熱量的形式散失掉，一直流電動機線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動（這時的線圈相當(dāng)于定值電阻），在線圈兩端加電壓為0.3V，此時測得通過線圈的電流為0.3A，松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2V時，電動機正常工作，此時電流為0.8A．求：
（1）該電動機正常工作10分鐘，線圈中產(chǎn)生的熱量是多少？
（2）電動機的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動時，電動機為純電阻用電器，

由I= 可得，電動機線圈的電阻：

R= = =1Ω，

松開轉(zhuǎn)軸，電動機為非純電阻用電器，電路中的電流I=0.8A，

則該電動機正常工作10分鐘線圈中產(chǎn)生的熱量：

Q=I2Rt=（0.8A）2×1Ω×10×60s=384J；

答：該電動機正常工作10分鐘，線圈中產(chǎn)生的熱量是384J；

（2）解：電動機10分鐘消耗的電能：

W=UIt=2V×0.8A×10×60s=960J，

10分鐘內(nèi)該電動機正常工作時電能轉(zhuǎn)化為的機械能：

W機械=W﹣Q=960J﹣384J=576J，

電動機的效率：

η= ×100%= ×100%=60%．

答：電動機的效率是60%．

【解析】（1）用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動時，電動機為純電阻用電器，根據(jù)歐姆定律求出線圈的電阻；松開轉(zhuǎn)軸，電動機為非純電阻用電器，根據(jù)Q=I2Rt求出該電動機正常工作10分鐘線圈中產(chǎn)生的熱量；（2）根據(jù)W=UIt求出電動機10分鐘消耗的電能，電動機消耗的電能減去線圈產(chǎn)生的熱量即為獲得的機械性能，獲得的機械能與消耗電能的比值即為該電動機的效率．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功的計算的理解，了解電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．