Question

5．在研究微型電動機的性能時，可采用如圖所示的實驗電路，當調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電動機停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V；當重新調(diào)節(jié)R，使電動機恢復正常運轉(zhuǎn)時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和12.0V．假設(shè)電表都是理想的，求：
（1）這臺電動機線圈的電阻r=？
（2）這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時的效率η=？

Answer 1

分析 （1）當電動機停止工作時，電動機以看作純電阻電路；由歐姆定律可求得其內(nèi)阻；
（2）當正常工作時，輸出功率等于總功率減去內(nèi)阻上消耗的熱功率．再由效率公式可求得電動機的效率．

解答 解：（1）當電流表和電壓表的示數(shù)為0.5 A和1.0 V時電動機停止工作，電動機內(nèi)阻視為純電阻，
則由歐姆定律可知其阻值為：r=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.5A}$=2Ω．
（2）當電動機正常工作時，電流表、電壓表示數(shù)分別為2.0 A和12.0 V，
則電動機的總功率為：P_總=U₂I₂=12.0×2.0 W=24.0 W，
線圈電阻的熱功率為：P_熱=I${\;}_{2}^{2}$r=2.0²×2 W=8.0 W，
得：P_輸出=P_總-P_熱=24.0 W-8.0 W=16.0 W．
則電動機的效率為：η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}$×100%=$\frac{16}{24}$=67%
答：（1）電動機的線圈電阻為2Ω；
（2）這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時的效率為67%．

點評 本題考查功率公式及歐姆定律的應用，要注意明確電動機的輸出功率等于總功率與熱功率的差值；效率公式為η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}$×100%．