Question

【题目】小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a）所示的电路中，已知电源电压U=3V，并保持不变，线圈电阻R=2Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I=0.5A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b）所示，摩擦不计，求：

（1）求电路的总功率P．

（2）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q．

（3）电动机转换成机械能的效率η（百分数后保留一位小数）．

Answer 1

【答案】（1）电路的总功率为1.5W．

（2）电动机正常转动1min消耗的电能为90J，线圈产生的热量为22.5J．

（3）电动机转换成机械能的效率为75.0%．

【解析】试题分析：（1）由P=UI计算电路的总功率；

（2）利用W=UIt求出电功，由焦耳定律求产生的热量；

（3）先计算电动机转化成的机械功，由η=×100%计算其效率．

解：

（1）由题知，电源电压3V，电动机正常转动时电路中电流0.5A，

所以电路的总功率：P=UI=3V×0.5A=1.5W；

（2）t=1min=60s，

由W=UIt得电机正常运转时消耗的电能：

W=3V×0.5A×60s=90J，

由Q=I2Rt得线圈产生的热量：

Q=（0.5A）2×1.5Ω×60s=22.5J，

（3）由电动机能量转化关系可得电动机输出的机械功：

W机械=W﹣Q=90J﹣22.5J=67.5J，

所以电动机转换成机械能的效率：

η=×100%=×100%=75.0%．

答：（1）电路的总功率为1.5W．

（2）电动机正常转动1min消耗的电能为90J，线圈产生的热量为22.5J．

（3）电动机转换成机械能的效率为75.0%．