Question

18．某次實(shí)驗(yàn)中把直流電動(dòng)機(jī)接在5V的穩(wěn)壓電源上，閉合開關(guān)后，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)與它串聯(lián)的電流表的示數(shù)為2.5A．經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)軸上齒輪被卡住了．故障排除后，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表示數(shù)為1A．則電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是3W，工作效率是60%．

Answer 1

分析 電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為純電阻用電器，根據(jù)歐姆定律求出電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是非純電阻用電器，根據(jù)P=UI求出電動(dòng)機(jī)消耗的電功率，根據(jù)P=I2R求出電動(dòng)機(jī)的熱功率，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率減去熱功率即為電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率，輸出的機(jī)械功率和電動(dòng)機(jī)消耗電能的功率之比為工作效率．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí)為純電阻用電器，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{5V}{2.5A}$=2Ω；
（2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率：
P=UI=5V×1A=5W，
電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率：
P_熱=I²R=（1A）²×2Ω=2W，
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率：
P_機(jī)=P-P_熱=5W-2W=3W，
工作效率：
η=$\frac{{P}_{機(jī)}}{P}$×100%=$\frac{3W}{5W}$×100%=60%．
故答案為：3；60%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，知道電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)電路是純電阻電路、正常工作時(shí)為非純電阻用電器是解題的關(guān)鍵．