1、1一台小型电动机在 3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为 4 N 的物体时，通过它的电流是 0.2 A。在 30 s 内可使该物体被匀速提升 3 m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的 30 s 内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻。解析：(1)电动机的输入功率 P 入 UI0.23 W0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率 P 机 Fv(43/30) W0.4 W.根据能量关系 P 入 P 机 P Q，得生热的功率 PQP 入 P 机 (0.60.4)W0.2 W.所生热量 QP Qt0.230 J 6 J.(3)根据焦耳
2、定律 QI 2Rt，得线圈电阻 R 5 .QI2t 60.22302、如图所示，已知电源电动势 E=20V，内阻 r=l，当接入固定电阻 R=4 时，电路中标有“3V, 6W”的灯泡 L 和内阻 RD=0.5 的小型直流电动机 D 都恰能正常工作.试求：(1)电路中的电流大小；(2)电动机的额定电压； (3)电动机的输出功率19（12 分）灯泡 L 正常发光，电路中的电流为 62A3LPIU 由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为UD=EI( r+R)U L=202（14）37V 电动机的总功率为 P 总 IU D2714W 电动机的热功率为 P 热I 2RD2 20.52W所以电动机的
3、输出功率为 P 出 P 总 P 热 14212W3如图所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压 U12 V，电解槽内阻rA2 ，当 S1 闭合、S 2、S 3 断开时，电流表 A 示数为 6 A；当 S2 闭合、S 1、S 3 断开时，A 示数为 5 A，且电动机输出功率为 35 W；当 S3 闭合、 S1、S 2 断开时，A 示数为 4 A求： (1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？【解析】 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律 I 得 R 2 ，其发热功率为UR UI1PRUI 1126 W 72
4、W.(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得 UI2I rMP 输出 ，所以 rM 2UI2 P输 出I21 .125 3552(3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：P 化 UI 3I rA 所以 P 化 (1244 22) W16 W.23【答案】 (1)2 72 W (2)1 (3)16 W4利用电动机通过如图所示的电路提升重物， 已知电源电动势 E6 V，电源内阻 r1 ，电阻 R3 ，重物质量 m0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为 5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为 5.5 V，求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g 取 10
5、 m/s2)解析：设电动机内阻为 r当将重物固定时 I 1 AE UrRr 5 ，r 2 当重物不固定时 I 0.5 AUI E UrP 出 UI2.75 W， PR Pr I2(R r)1.25 W所以重物的功率 P P 出 PR Pr mgv，解得 v1.5 m/s 答案：1.5 m/s5(10 分) 在图 228 所示电路中，电源电动势 E6 V，内阻 r1 .D 为直流电动机，其电枢线圈电阻 R2 ，限流电阻 R3 . 当电动机正常工作时，电压表示数为 0.3 V求：(1)通过电动机的电流是多大？(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少？解析：(1)通过电动机的
6、电流 I 与流过限流电阻 R的电流相同，由 I 得：I A 0.1 UR 0.33A.(2)由 E IrUU D 可得电动机两端电压 UDEIr U 6 V0.11 V0.3 V5.6 V所以电动机输入的电功率 P 入 U DI0.56 W.电动机的发热功率 P 热 I 2R0.02 W.电动机的输出功率 P 出 P 入 P 热 0.54 W. 答案：(1)0.1 A (2)0.56 W 0.02 W 0.54 W6如图所示电路，电炉电阻 R119 ，电动机电阻 R2 0.5 ，电源内阻 r1 .当开关S 断开时，电炉消耗的电功率为 475 W，S 接通、电动机正常运转后，电炉消耗的电功率为
7、304 W求电动机转化为机械能的功率解析：S 断开时外电路为纯电阻电路，电路中电流 I A5 A，由此可解得P1R1 47519电源电动势 EI( R1r)5(191) V100 V.S 接通后外电路有两个支路，除纯电阻负载R1 支路外，另一支路负载为电动机，R 1 支路中的电流 I1 A4 A.路端电压P1R1 30419UI 1R1419 V76 V.由 I A24 A 可知，电动机支路的电流E Ur 100 761I2(244) A 20 A.电动机输入的电功率 P2I 2U2076 W1 520 W；电动机中的热功率 P 耗 I R2 2020.5 W200 W；因此电动机转化为机械能
8、的功率 P 机 I 2UI R21 2 2320 W.答案：1 320 W7. 如右图所示，电源的电动势是 6 V，内电阻是 0.5 ，小电动机 M 的线圈电阻为 0.5 ，限流电阻 R0 为 3 ，若电压表的示数为 3 V，试求：(1)电源的功率和电源的输出功率；(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率【解析】 (1)由题意和部分电路欧姆定律可知 I A1 A.UR0R0 33电源的功率 P 电 EI 61 W6 W 电源的输出功率 P 出 P 电 I 2r6 W0.5 W5.5 W.(2)电动机消耗的功率 PMIU MI(EIr UR 0)2.5 W电动机输出的机械功率 P 机 P M
9、I 2r2.5 W 0.5 W2 W.【答案】 (1)6 W 5.5 W (2)2.5 W 2 W8如下图所示，电源电动势为 12 V，内电阻为 r1 ，R 11 ，R 26 ，电动机线圈电阻为 0.5 ，若开关闭合后通过电源的电流为 3 A，则 R1 上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？解析： R 1 上消耗的功率 P1I 2R191 W9 W 电动机两端的电压 UEI(R 1r) 12 V3(11) V6 V 通过 R2 的电流为 I1 A1 A 通过电动机的电流为 I2I I 12 UR2 66A 故电动机消耗的电功率为 P2I 2U26 W12 W.答案： 9 W 12 W
10、9规格为“220 V,36 W”的排气扇，线圈电阻为 40 ，求：(1)接上 220 V 的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率12解析： (1)排气扇在 220 V 的电压下正常工作时的电流为 I A0.16 A ，PU 36220发热功率为 P 热 I 2R(0.16) 240 W1 W.转化为机械能的功率为 P 机 PP 热 36 W1 W35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻用电器，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为 I A5.5 A，电动机消耗的功率即电功率等于发热功率 P电
11、P 热UR 22040UI 2205.5 W1 210 W.答案： (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W10如图所示，已知电源电动势 E20 V，内阻 r1 ，当接入固定电阻 R4 时，电路中标有“3 V,6 W”的灯泡 L 和内阻 RD0.5 的小型直流电动机 D 都恰能正常工作试求：(1)电路中的电流大小；(2)电动机的额定电压；(3)电动机的输出功率解析：(1)灯泡 L 正常发光，电路中的电流为 IP L/UL A2 A.63(2)由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为UDE I(rR)U L20 V2(14) V3 V 7 V.(3)电动机的总功率为 P
12、总 IU D27 W14 W电动机的热功率为 P 热 I 2RD2 20.5 W2 W所以电动机的输出功率为 P 出 P 总 P 热 14 W 2 W12 W.答案：(1)2 A (2)7 V (3)12 W11如图所示，电源电动势为 E30 V，内阻为 r1 ，电灯上标有“6 V，12 W”字样，直流电动机线圈电阻 R2 .若电灯恰能正常发光，求电动机输出的机械功率 解析：由电灯恰能正常发光知：I A2 A.PU灯 126则电动机两端电压 UEIrU 灯 22 V.所以电动机的输出功率 PUII 2R36 W.答案：36 W 12如图所示，电源的电动势 E110 V，电阻 R121 ，电动机
13、的电阻 R00.5 ，开关S1 始终闭合。当开关 S2 断开时，电阻 R1 的电功率是 525 W；当开关 S2 闭合时，电阻 R1 的电功率是 336 W，求：(1)电源的内电阻；(2)当开关 S2 闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。9答案：(1)1 (2)26 A 1 606 W解析：(1)电键 S1 闭合，R 1 的电功率 525 W ，U 1105 V。 ，U2121 E U1r U1R1则 r 1 。E U1R1U1 110 10521105(2)电键 S2 闭合时，336 W ，U 184 V。流过电源电流 I A26 U1221 E U1r 110 841A。通过电动机的电
14、流 IMI IR 1(26 )A22 A 电动机的输入功率 P 入 U 1IM8422 8421W1 848 W电动机的输出功率 P 出 P 入 I R01 848 W22 20.5 W1 606 W。2M14(16 分) 某一直流电动机提升重物的装置如图 7 所示，重物的质量 m50 kg，电源提供的电压 U110 V，不计一切摩擦当电动机以 v0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流 I5.0 A ，(1)由此可知电动机线圈的电阻 R 是多少？(2)用此电动机提升质量为 m20 kg 的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是多少？(g 取 10 m/s2) 解析 (1)由题 意可知，电动机输入的电能一部分转化为线圈的内能，一部分对外输出转化为被提升重物的机械能，由能量的转化和守恒定律可得：UI I2Rmgv 解得：R 4.0 .UI mgvI2 (1105 50100.952 )(2)由 UII 2Rmgv得 v m/s2.25 m/s.UI I2Rm g 1105 524.02010答案 (1)4.0 (2)2.25 m/s
