北京四中网校高考综合复习——恒定电流专题复习一(5)

2018-12-29 18:15

动机不转,视为纯电阻,若正常运转,则视为非纯电阻。

2、有一个直流电动机,把它接入0. 2 V电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A;

若把电动机接入2.0 V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0 A。求电动机正常工作时的输出功率多大?如果在发动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大?

思路点拨:当电动机转子不转时,电动机无机械能输出,故电能全部转化成内能,相当于纯电阻电路,欧姆定律成立。当电动机转动时一部分电能转化成机械能输出,但因线圈有电阻,故又在该电阻上产生内能,输入的电功率

解析:接U=0.2 V电压,电机不转,电流I=0. 4 A,根据欧姆定律,

线圈电阻 当接

Ω=0. 5Ω。

=1. 0 A,

W=2.0W

W=0.5W

(2.0-0.5)W=1.5W

=2.0电压时,电流

故输入电功率 热功率

故输出功率即机械功率

如果正常工作时,转子被卡住,则电能全部转化成内能,

故其发热功率 总结升华:

W=8 W。

(1)对于非纯电阻电路,欧姆定律已不成立,电功、电热、电功率、热功率要分别用不同的公式进行计算。

(2)不能简单地认为只要有电动机的电路就是非纯电阻电路,当电动机不转时消耗的电能全部转化为内能,这时电动机相当于一个纯电阻。 举一反三

【变式】一台电动机额定电压是220V,额定功率是1.1kW,线圈的电阻是6Ω,问: (1)电动机正常工作时电流是多少? (2)电动机启动时电流是多少?

(3)电动机发生“堵转”时最易烧毁的,其原因是什么?

解析:

(1)由得:

(2)启动时电机未转,电流为 (3)正常热功率为

,“堵转”时热功率为

,因此“堵转”时的热功率远大于正常值,故易烧毁。

题型三——电路中的能量转化问题

电路中的能量转化问题主要涉及电能、化学能、机械能、内能等能量,特别是当电路中含有电动机、电解槽等非纯电阻元件时,部分电路的欧姆定律不再成立,此时应根据能量转化与守恒定律求解,即电功率等于电热功率与机械功率(或转化为化学能的功率)之和。

3、如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r=1Ω,电动机

两端电压为5V,电路中的电流为1A,物体A重20 N,不计摩擦力,求: (1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少? (2)电动机输入功率和输出功率各是多少? (3)10 s内,可以把重物A匀速提升多高? (4)这台电动机的机械效率是多少?

思路点拨:首先要知道输入功率是电机消耗的总功率,而输出功率是机械功率。消耗的电能转化为机械能和内能两部分,由能量守恒定律可求解。 解析:

(1)根据焦耳定律,热功率为:

(2)电功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率

(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率,在10 s内

解得

(4)机械效率 总结升华:

(1)在纯电阻电路中,电功等于电热,电功率可以用 (2)在非纯电阻电路中,电功大于电热,电功率只能用

计算。

计算。

(3)对于非纯电阻电路,欧姆定律不再成立。 举一反三

【变式】电动自行车是一种重要的交通工具,成都市每天有数十万辆电动自行车行驶在大街小巷,形成了一道独特的风景。电动自行车提供能量的装置为装在电池盒内的电池阻,当它给电动机供电时,电动机将带动车轮转动。

假设有一辆电动自行车,人和车的总质量为120kg。当该车在水平地面上以5m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为36V,通过电动机的电流为5A。若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,g取10 (1)电动机输出的机械功率; (2)电动机线圈的电阻。

解析:

(1)当电动自行车匀速行驶时,牵引力等于阻力,有 电动机输出的机械功率 代入数据解得

=Fv

=0.02mg 。求:

=120W

(2)电动机的输入功率 P=IU 电动机内部的热功率 由能量守恒定律有

所以

代入数据解得 r=2.4Ω。


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