Question

9．一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，若由于某種原因，電動(dòng)機(jī)被卡住不轉(zhuǎn)，測(cè)得其兩端電壓為U₀=0.3V，I₀=0.3A．現(xiàn)在使其正常轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)得其電壓為U=2V，I=0.8A，求：在正常轉(zhuǎn)動(dòng)情況下：
（1）電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻r；
（2）電動(dòng)機(jī)的電功率；
（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率；
（4）電動(dòng)機(jī)的輸出功率；
（5）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，其電路是純電阻電路，由歐姆定律求出其電阻．當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，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(jī)輸出的功率．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻：
r=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.3}{0.3}$=1Ω
（2）當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，電機(jī)總功率為：P_總=UI=2×0.8=1.6W
（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為：P_熱=I²r=0.8²×1=0.64W，
（4）電機(jī)輸出的機(jī)械功率為：P_出=UI-I²r=2×0.8-0.8²×1=0.96W
（5）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為：$η=\frac{{P}_{機(jī)}}{{P}_{入}}$×100%=$\frac{0.96}{1.6}$×100%=60%．
答：（1）電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻r為1Ω；
（2）電動(dòng)機(jī)的電功率為1.6W；
（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為0.64W；
（4）電動(dòng)機(jī)的輸出功率為0.96W；
（5）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為60%．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)，不轉(zhuǎn)時(shí)，其電路是純電阻電路，歐姆定律成立；當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立．