|
电动机问题 公式W=UIt是普遍适用的公式，而W=I2Rt，W=U2t/R适用在电能完全转化成热能的情况。如果电路中还包含有电动机、电解槽等用电器，这时电能除部分转化为热能外，还要转化为机械能、化学能等，这时电功只能用W=UIt计算，而不能用W=I2Rt，W=U2t/R计算了。 【解题关键】 利用电动机轴不转动，求出电动机的线圈的电阻（设电源电压为U总）R=U总/I； 一台电动机，电源的电压为U总恒定且保持不变，先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为I1；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为I2。则该电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为多少？该电动机的机械功率是多少？ 类型一，电动机的机械效率的物理意义：即所转化的机械能所占消耗的总电能之比，一般也用百分数表示。电动机的效率为η＝E/W总（其中E是电动机消耗电能转化成的机械能，W总是电动机消耗的电能总和） （1）电动机消耗的总电能为 （2）产生的内能为 （3）有效的机械能为 （4）电动机的效率为 类型二，电动机的机械功率： 机械功率＝总功率－发热功率（即： ） （1）该电动机的总功率是： （2）该电动机的发热功率是： （3）电动机的机械功率是： 例题1：有一台“220 V，10O W”的洗衣机，由于使用不当，造成电动机卡死，电动机由于温度升高而被烧坏，若测定瞬间电流是50A。则这台洗衣机正常工作2 min消耗多少电能?电动机被卡死时，2 s产生多少热量?正常工作时它的效率是多少？ 例题2：电动自行车既环保又节能，深受城市居民喜爱。下表是小王同学的电动自行车的有关数据。小王质量为50kg，从学校匀速回到家用时20min，距离为5.4km。根据相关信息求小明回家过程中： （1）电动自行车速度大小；（2）电动自行车牵引力所做的功； （3）电动自行车消耗的电能。 (4) 电动自行车的优点。 电动自行车 自重m／㎏ 电能转化为机械能 的效率η 工作电 压U／V 行驶速度 v／(km·h-1) 骑车人质量为50 ㎏ 时的平均阻力f／N 40 75％ 36 ≤36 20 【拓展演练】 1、“220V、5.5kW”的电动机，线圈电阻为0．4Ω，它在正常工作时的电流为 A，1s钟内产生的热量是 J，1s内有 J的电能转化为机械能。 2、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50千克，电路的电压是110伏，不计各处磨擦，当电动机以V=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5安，由此可知，电动机线圈的电阻R= 欧（g取10m/s2），效率是 。 3、2010年，举世瞩目的上海世博隆重召开．借着上海世博会大力推进环保、节能、减排的东风，上海很多市民已经骑上了以锂电池驱动的电动自行车，作为日常出行的交通工具．下表为某型号电动自行车的部分参数． 整 车[ 整车质量 40kg 最高车速 ≤30km/h 最大噪声 ≤62dB 蓄电池 电 压 48V 容 量 12A.h 电动机 额定电压 48V 额定功率 240W （1）当一质量为60Kg的人骑着该电动自行车以最高时速在水平路上匀速行驶时，两轮胎与地面接 触面积为1.0×10-2m2．那么车对地面的压强多大？半小时能行驶多远？ （2）若电动机线圈的电阻为4.8Ω，在这段平直路段上，电动自行车刚好以额定功率匀速行驶，则这段时间内电流通过线圈产生的热量是多少？若全程以额定功率匀速行驶，一次充满电，最多可以行驶多少时间？ (3) 电动自行车的效率? 4、在某建筑工地上，为了搬运建筑材料，常常采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接，滑轮D固定在地面塔架上。钢丝绳拉力由电动机提供,电动机的效率为60%。此滑轮组在2 分钟内将质量为0.48 吨的建筑材料匀速提升12米，所用的拉力做的功为7.92×104 焦(钢丝绳重和摩擦不计，g取10 N／kg)。 求：(1) 钢丝绳拉动的速度。 (2) 如果提供动力的电动机在220V的电压下正常工作，求此过程中流过电动机的电流。 5、使用太阳能汽车是开发新能源的途径之一。有一款太阳能汽车，太阳光照射到该车电池板上的总功率为8×103W时，电池产生的电压是120V，该电压对车上电动机提供的电流是10A。问： (1)此时电动机每分钟消耗的电能是多少焦耳? (2)电动机线圈的电阻为4Ω，这种情况下，太阳能汽车将太阳能转化为电动机机械能的效率多大?(机械摩擦忽略不计) (3)使用太阳能有许多优点，但也有不足之处。请你写出使用太阳能的优点和不足之处各一点。 6、某商场安装了一台倾角为30℃的自动扶梯，该扶梯在电压为220V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为3.5kW，不载人时测得电动机中的电流为5A。 （1）自动扶梯不载人时，电动机的功率是多少？ （2）电动机最大的有用功率是多少？ （3）若载入时扶梯的移动速度和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少？（设人的平均质量为60kg，g=10N/kg） 7、在某建筑工地上，用电动吊车将水泥板吊上房顶。电动机铭牌上标有“220V 2KW”字样，电动机线圈的电阻为4.84Ω。电动机正常工作25s将质量为240㎏的水泥板匀速提升10m高（g=10N/kg）。 （1）这段时间内，拉力对水泥板做多少功？ （2）这段时间内，电动机消耗多少电能？电流通过电动机线圈产生的热量为多少？ （3）求整个电动吊车的机械效率？ |
|
|
