Question

13．直流電動機工作時，當線圈轉(zhuǎn)動到平衡位置時，能自動改變電流的方向，從而實現(xiàn)通電線圈在磁場中的連續(xù)轉(zhuǎn)動．電動機工作時，是把電能轉(zhuǎn)化為機械能．一臺電動機正常工作時，若兩端的電壓為220V，通過線圈的電流為10A，若此線圈的電阻為2Ω，那么它的電功率是2200W，這臺電動機的效率是90.9%．若用這電動機正常工作時將1000N的重物提升3m，最快可以在1.5秒內(nèi)完成．

Answer 1

分析 （1）電動機的原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動或通電導體在磁場中受力，影響受力轉(zhuǎn)動方向的因素有磁場方向和電流方向兩個，換向器的作用是當線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，改變電流方向，它是兩個金屬半環(huán)．
（2）已知電動機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式P=UI可求電動機的總電功率；再根據(jù)公式P=I²R計算線圈消耗的功率，總功率減去線圈消耗的功率就是電動機的輸出功率，輸出功率與總功率的比值就是這臺電動機的效率．
（3）知道電動機的輸出功率，據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$計算即可．

解答 解：（1）直流電動機工作時，當線圈轉(zhuǎn)動到平衡位置時，能自動改變電流的方向，從而實現(xiàn)通電線圈在磁場中的連續(xù)轉(zhuǎn)動．電動機工作時，是把電能轉(zhuǎn)化為機械能；
（2）電動機的電功率：
P_總=UI=220V×10A=2200W，
線圈消耗的功率：
P_圈=I²R=（10A）²×2Ω=200W，
輸出功率：
P_出=P_總-P_圈=2200W-200W=2000W，
這臺電動機的效率：
η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}$=$\frac{2000W}{2200W}$=90.9%．
（3）此時的W=Gh=1000N×3m=3000J；故據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{3000J}{2000W}$=1.5s；
故答案為：電流的方向；機械能；2200；90.9%；1.5．

點評 本題考查電功率、產(chǎn)生熱量、輸出功率、效率等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．