Question

【题目】电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它正常工作时主要是把电能转化为机械能，还有一部分在线圈中以热量的形式散失掉，一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动（这时的线圈相当于定值电阻），在线圈两端加电压为0.3V，此时测得通过线圈的电流为0.3A，松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电动机正常工作，此时电流为0.8A．求：
（1）该电动机正常工作10分钟，线圈中产生的热量是多少？
（2）电动机的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：用手握住转轴使其不能转动时，电动机为纯电阻用电器，

由I= 可得，电动机线圈的电阻：

R= = =1Ω，

松开转轴，电动机为非纯电阻用电器，电路中的电流I=0.8A，

则该电动机正常工作10分钟线圈中产生的热量：

Q=I2Rt=（0.8A）2×1Ω×10×60s=384J；

答：该电动机正常工作10分钟，线圈中产生的热量是384J；

（2）解：电动机10分钟消耗的电能：

W=UIt=2V×0.8A×10×60s=960J，

10分钟内该电动机正常工作时电能转化为的机械能：

W机械=W﹣Q=960J﹣384J=576J，

电动机的效率：

η= ×100%= ×100%=60%．

答：电动机的效率是60%．

【解析】（1）用手握住转轴使其不能转动时，电动机为纯电阻用电器，根据欧姆定律求出线圈的电阻；松开转轴，电动机为非纯电阻用电器，根据Q=I2Rt求出该电动机正常工作10分钟线圈中产生的热量；（2）根据W=UIt求出电动机10分钟消耗的电能，电动机消耗的电能减去线圈产生的热量即为获得的机械性能，获得的机械能与消耗电能的比值即为该电动机的效率．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR），以及对电功的计算的理解，了解电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．