Question

4．微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻一定，當(dāng)加在它兩端的電壓為0.3V時(shí)，電流為0.3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)加在它兩端的電壓為4.0V時(shí)，電流為0.8A，且它能夠正常工作，試分析當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率及輸出的機(jī)械功率和電動(dòng)機(jī)的效率．

Answer 1

分析 電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，其電路是純電阻電路，由歐姆定律求出其電阻．當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，根據(jù)P_總=UI求出消耗的電功率，根據(jù)能量守恒定律求出電機(jī)輸出的功率；由效率公式可求解效率．

解答 解：當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時(shí)它相當(dāng)于一個(gè)純電阻．
由題意知直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.3}{0.3}$Ω=1Ω
正常工作時(shí)消耗電功率
P_電=U₂I₂=4.0×0.8 W=3.2 W．
發(fā)熱功率P_熱=I₂²R=0.8²×1 W=0.64 W．
由能量守恒知輸出機(jī)械功率
P_機(jī)=P_電-P_熱=3.2 W-0.64 W=2.56 W．
電動(dòng)機(jī)的效率η=$\frac{{P}_{機(jī)}}{{P}_{電}}$=$\frac{2.56}{3.2}×100%$=80%
答：電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率為3.2W；輸出的機(jī)械功率為2.56W；電動(dòng)機(jī)的效率為80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查功率公式的應(yīng)用；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，不轉(zhuǎn)時(shí)，其電路是純電阻電路，歐姆定律成立；當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立．