資源簡介

電動機
【教學目標】1.掌握電動機的計算，會靈活應用公式
能明白純電阻和非純電阻的能量轉化
【重難點】公式的選擇
【知識點】
1．電動機的分析說明：
求電動機的電阻不能用歐姆定律I≠U/R，歐姆定律只能用于純電阻電路的計算。實際上電阻兩端的電壓并不是U，而是U-U'，也可以從能量理解，產生電流會發熱，電動機不完全產生熱能還產生動能，所以輸入功率P=UI≠I?R
可以把電動機看做：



2．有關電動機的計算:
問題一：計算電動機的電阻（前提一定要電動機不動時 這時電動機可以看做是一個純電阻電路。由此刻的電動機兩端的U和通過的I計算電動機的電阻）
即：電動機的電阻：
注：如果電動機正常工作不能用此公式求電阻
問題二：求電動機所消耗的電功率或電動機在時間t內所消耗的電功
消耗的電功率： P總=UI（總功率）
消耗的電功：W總=UIt（總電能）
問題三：求這臺電動機的發熱功率或在時間t內，電動機線圈產生的熱量。
電動機的發熱功率： P=I?R（額外功率）
電動機線圈產生的熱量：Q=I?Rt（額外功）
問題四：求電動機做的機械功率或電動機在時間t內所做的機械功
機械功率：P有=UI-I?R（有用功率）
機械功：W有=(UI-I?R)t（有用功）
問題五：求電動機機械效率
方法一：η=P有/P總=（UI-I?R）/ （UI）
方法二：η=（W總—Q）/ W總

課堂練習
【基礎概念題】
例題1．加在某電動機上的電壓是U，電動機消耗的電功率為P，電動機線圈的電阻為r，則電動機線圈上消耗的電熱功率為（　?。?br/>　 A． P B． C． D． P﹣
　
　
練習1：加在某臺電動機上的電壓是U，電動機消耗的電功率為P，電動機線圈的電阻為r，則電動機的機械功率為（　?。?br/>　 A． P B． C． D． P﹣



【計算題】
情況1：電動機被卡住，視為純電阻電路（無法正常工作，電能轉化成熱能）
例題1．當把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A，現把電動機接入電壓為10V的電路中，電動機正常工作，此時電流表讀數2 A。求正常工作下：
（1）電動機的電阻
（2）電動機所消耗的電功率
（3）在時間10s內，電動機線圈產生的熱量
（4）電動機做的機械功率








練習1：如圖顯示某汽車起動電動機的電路。當起動器開關閉合時，有細小電流通過器件X，接著有強大電流通過電動機，并將電動機啟動。
(1)請你根據所學知識想一想，X可能是哪一種器件？ ▲
A．靈敏電流計 B．電磁繼電器
C．電壓表 D．發電機


⑵若加在電動機上的電壓是U，電動機消耗的電功率為P，電動機線圈的電阻為r，則電動機輸出功率為 ▲ 線圈上消耗的電熱功率為 ▲
⑶電動機如果被卡住不轉，時間過長會燒壞線圈，這是為什么？



練習2：一微型吸塵器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時，電流為0.3A；松開轉軸，在線圈兩端加電壓為5V時，電流為1A，電機正常工作．求該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少？電動機的效率是多少？






練習3：（2016濱江一模）在今年5月份助 (?http:?/??/?www.21cnjy.com?)殘活動中，某校初三同學為傷殘軍人買了一輛電動輪椅。同學們對這輛車的工作原理產生了興趣。他們對照說明書的電路原理圖（如圖所示）了解到，操縱桿可操縱雙刀雙擲開關K以及滑動變阻器R1的滑片P。前推操縱桿時輪椅前進，再向前推時快速前進；后拉操縱桿時輪椅慢慢后退。又知蓄電池的電壓U=24V（保持不變）、定值電阻R2=10Ω，電動機的額定功率P0=72W、額定電壓U0=24V。
⑴從原理圖可知，當開關K接到哪兩個接線柱時，輪椅前進？
⑵當輪椅后退時，電流表示數為I=1A，此時電動機的實際功率為多少？
⑶當電動機以額定功率工作時，輪椅勻速前進的速度為1.5m/s，電動機線圈電阻損耗的功率為12W，求此時輪椅受到的阻力大小。21·世紀*教育網





情況2：正常工作
題型一：電動機未連接物體，求功率，求效率，求熱量
【例題】：1.（2018拱墅一模）圖甲是一個豆漿機的實物圖，豆漿機的中間部位是一個電動機，電動機通過金屬桿帶動其下部的刀片旋轉，從而將原料粉碎打漿；刀片外部是一個環狀加熱管（電熱絲），用來對豆漿加熱，該豆漿機的部分參數如表所示。制作豆漿的過程是加熱和打漿交替進行，圖乙是該豆漿機做好一次豆漿的P-t圖像。求：
額定電壓 220V
頻率 50Hz
電動機輸入功率 110W
加熱功率 1000W
（1）加熱管正常工作時電阻絲的阻值是多少？
（2）在8～11分鐘的時間內，設豆漿質量為1.5kg，比熱恒為4×103J/（kg·℃），加熱管產生的熱量全被豆漿吸收，到第11分鐘時豆漿溫度恰好為100℃，則第8分鐘時豆漿溫度為多少？
（3）豆漿機在粉碎打漿時，電動機的內阻為40Ω，則電動機輸出的機械功率是多少？



2.(2015杭州一模）小明家買了一個家用電吹風，如圖甲所示。其簡化電路如圖乙所示，主要技術參數如表。根據題目的信息回答下列問題：

型號 SHZ2010－624
熱風溫度 50℃~75℃
額定功率 熱風時：1000W
冷風時：220W
額定電壓 220V
質量 0.5kg

（1）選擇開關接 ▲ （填“AB”、“BC”或“CD”）時，電吹風送冷風。
（2）電動機的電功率為多少？
（3）通過電動機的電流為多少？若電動機的內阻為22歐，則電動機的機械效率為多少？







練習1：（杭州一模）如圖，電動機M的線圈電阻為0.5Ω，當S斷開時，電流表讀數1 A；當S閉合時，電流表讀數3 A。問：
（1）電阻R為多大？
（2）電動機的機械功率為多大？
（3）電動機工作2分鐘，電動機線圈產生了多少熱量？




練習2：（2017杭州一模）如圖所示的小型四旋翼無人機是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器。若質量m=2kg的無人機從地面上由靜止開始豎直向上起飛，20s末無人機離地高度h=50m，整個運動過程中電動機提供升力F=24N，所受空氣阻力f大小不變，且無人機動能增加量ΔE=25J。已知動力系統的電動機工作電壓U=25V，電流I=3A。求：
（1）無人機上升過程中受到的空氣阻力f。（g=10N/kg）
（2）該電動機的線圈電阻R。（保留1位小數）






練習3：（2018上城一模）市場上流行著這樣一款風速可調的風扇帽子（如圖），深
受中小學生歡迎。小陳觀察發現其實這就是一個小型電動機。
己知：該電動機線圈電阻為r，電源電壓為U，風扇以最大轉速
工作時，通過的電流是I。
（1）這個電動機可以調節風速，一定還有一個元件是 ；
（2）風扇以最大轉速工作時，電動機的機械效率是多少?
（3）按住扇葉一段時間，再放開，發現風扇沒動。仔細檢查發現，電動機已燒毀。
小陳疑惑：轉都沒轉怎么就燒毀了！請幫助推導分析原因。
練習4.
題型二：電動機連接物體，求內阻，求功率
例題1：（杭州一模）如圖是一電動機通過動滑輪提升重物的裝置示意圖。電動機將質量為m的重物勻速提升的高度為h，在提升過程中，電路中的電流為I，動滑輪的機械效率為η。假設電源電壓U保持不變，電動機線圈電阻為R，不考慮電動機各處摩擦。求：
（1）電動機所施加的拉力F做的功；（請用題干所給的字母表示，下同）
（2）電動機所施加的拉力F；
（3）試從能量轉化和守恒的角度，求電動機提升重物所用的時間。








例題2：如圖所示，某建筑工地用電動機和滑輪組把建筑材料從地面提升到工作平臺上．已知建筑材料的質量m=360kg，用t=20s的時間把建筑材料勻逮提升了h=4m，滑輪組的機械效率為90%，g取10N/Kg．求這段時間內
（1）建筑材料上升的速度V；
（2）電動機對繩子的拉力F；
（3）電動機拉繩子的功率P。
















練習1：一臺直流電動機所加電壓為110V，通過的電流為5A，該電動機在10s內把一個質量為50Kg的物體勻速提高了9m，求電動機的電功率和電動機線圈的電阻（不計摩擦）




練習2：如圖所示，一臺直流電動機所加電壓為110V，通過的電流為5A．該電動機在10s內把一個質量為50kg的物體勻速提高了9m，則電動機的電功率為　 　，電動機線圈的電阻為　 ?。ú挥嬆Σ粒?，g取10N/kg．


練習3：如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質量m=50kg，電壓U=110V保持不變，電動機線圈的電阻R=4Ω，不計各處摩擦，當電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I=5A（g=10N／kg）。求：
（1）電源的輸出功率；
（2）電動機線圈電阻R的發熱功率；
（3）試從能量轉化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。






課后練習
1．電動機的線圈電阻r=1Ω，加在電動機上的電壓U=2V，電流為0.8A，電動機正常工作，求輸入的電功率是多少？電動機的機械功率是多少？
　
2．一臺電阻為2Ω的電動機，接在110V電路中工作時，通過電動機的電流強度為10A，求這臺電動機消耗的電功率，發熱功率，電動機的效率．
　
3．如圖所示，電動機M的內阻是0.6Ω，R=10Ω，直流電壓U=160V，電壓表示數 110V，求：
（1）通過電動機的電流多大？
（2）電動機消耗的電功率為多少？
（3）電動機工作1h所產生的熱量為多少？

　
4．汽車電動機啟動時車燈會瞬時變暗，如圖，在打開車燈的情況下，電動機未啟動時電流表讀數為10A，電動機啟動時電流表讀數為58A，若電源電動勢為12.5V，內阻為0.05Ω，電流表內阻不計，則因電動機啟動，車燈的電功率降低了多少？

　
5．某吸塵器中的電動機線圈電阻為1Ω，接在220V的直流電壓下，工作電流為1A，則吸塵器消耗的電功率為多少？發熱損耗的功率為多少？轉化為機械能的功率為多少？
　
6．一臺直流電動機所加電壓為110V，通過的電流為5A，該電動機在10s內把一個質量為50Kg的物體勻速提高了9m，求電動機的電功率和電動機線圈的電阻（不計摩擦）

　
7．一臺海爾洗衣機，接在22O伏的電源上，正常洗滌時消耗的電功率是200W，若電動機內阻為12.1Ω，則：
（1）正常洗滌時通過電動機的電流是多少；
（2）此時轉化為機械能的功率是多少？
　
8．有一臺電動機，其兩端的電壓為380V，通過它的電流為10A，電動機剛好能提1000N的物體以3m/s的速度勻速上升，不考慮其它機械損失，試求：
（1）電動機的電功率
（2）電動機線圈的電阻．
　
9．微型吸塵器的直流電動機的內阻一定，當加在它兩端的電壓為0.3V時，電流為0.3A，此時電動機不轉動；當加在它兩端的電壓為2.0V時，電流為0.8A，且它能夠正常工作，試分析當電動機正常工作時消耗的電功率及輸出的機械功率．
　
　
10．一臺直流電動機線圈電阻r=1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯，當所加電壓U=150V，電動機正常工作時理想電壓表示數為100V，求：
（1）通過電動機的電流；
（2）電動機消耗的電功率；
（3）電動機輸出的機械功率．

　
11．如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L上標有“6V 12W”字樣，電動機線圈的電阻RM=0.50Ω．若燈泡恰能正常發光
（1）電動機的輸入功率為多少？
（2）電動機的輸出功率為多少？
（3）整個電路消耗的電功率為多少？

　



電動機

電熱絲

刀片

P/W

t/min

1000

110

0 2 4 6 8 10

甲 乙

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