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電動機的效率計算題 2012.11.5
一、分析
1.能量轉化問題：
通電不轉動的時候：電能轉化成熱能（純電阻電路）W=Q
可以根據已知通過的電流和兩端電壓求出線圈的電阻R=U0/I0
通電轉動的時候：電能轉化為機械能和熱能（非純電阻電路）
電動機消耗的總功率：P=UI 消耗的熱功率：P熱=I2R
機械功率：P= UI- I2R
2.例題分析
例： 一直流電動機線圈內阻一定，用手握住轉軸使其不能轉動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A；松開轉軸，在線圈兩端加電壓為2V時，電流為0.8A，電動機正常工作。求：該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少 電動機的機械功率是多
分析：電動機不轉動時，其消耗的電功全部轉化為內能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內阻：r===1，電動機轉動時，消耗的電能轉化為內能和機械能，其輸入的電功率為P入=I1·Ul=0.8 ×2W=1.6W，電動機的機械功率P機=P入一I12·r=1.6W一0.82×Lw=0.96W
二、鞏固練習
1.小明認為：電風扇工作時，電能轉化為葉片轉動的機械能和線圈發熱、摩擦等產生的內能。其中轉化為機械能所做的功是 ，轉化為內能所做的功是 (填“有用功”或“額外功”)。為了粗略探測電風扇正常工作的電能轉化效率，小明用一個銘牌上標有額定電壓為U，但其他字跡不清的小型直流電風扇來進行實驗，實驗設計如下：
(1)按右圖所示連接好電路(圖中為電風扇)，閉合開關，葉片轉動，移動變阻器滑片至某一位置時，葉片剛好不轉動，湊出此時電壓表和電流表的示數分別為U0、I0，則線圈導體的電阻為 ；
(2)向 (填“左”或“右”)移動變阻器滑片，使電壓表示數為額定電壓U，讀出此時電流表的示數為l；
(3)若忽略摩擦，只考慮線圈發熱損耗，則電風扇正常工作時電能
轉化效率的表達式= (用測出的已知量表示)。
答案：有用功 額外功 (1) (2)左 (3)
2. （作業本復習題）小華準備參加玩具賽車比賽，他運用如圖所示的電路來挑選一只能量轉換效率較高的電動機．設電池的電壓恒定不變，他先用手捏住電動機的轉軸，使其，不轉動，閉合開關后讀出電流表的讀數2A；然后放手，當電動機正常轉動時，又讀出電流表的讀數為0.6A，則該玩具電動機正常轉動時將電能轉化為機械能的效率為（　　）
A．91% B．70% C．30% D．9%
答案：B
根據條件可以求出機械功率的試題
3.某一直流電動機提升重物的裝置，如圖所示，重物的質量m=50kg，電源提供給電動機的電壓為U=110V，不計各種摩擦，當電動機以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物時，電路中的電流強度I=5.0A，則電動機的線圈電阻R=
44Ω，電動機提升重物的效率η= 81.8%81.8%．（取g=10N/kg）

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