Question

14．一台直流电动机运转时，线圈电阻为1Ω，接在电动机两端的电压为12V，干路中的电流为0.5A．求
（1）这个电动机正常运转10分钟消耗的电能为多少J？
（2）产生热量多少J？
（3）有多少J的电能转化为机械能？
（4）电能转化为机械能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道电动机两端的电压和干路电流以及工作时间，根据W=UIt求出消耗的电能；
（2）根据Q=I²Rt求出线圈产生的热量；
（3）消耗的电能减去此时的热量即为电能转化为的机械能；
（4）获得的机械性能与消耗电能的比值即为电能转化为机械能的效率．

解答 解：（1）这个电动机正常运转10分钟消耗的电能：
W_电=UIt=12V×0.5A×10×60s=3600J；
（2）产生的热量：
Q=I²Rt=（0.5A）²×1Ω×10×60s=150J；
（3）电能转化为的机械能：
W_机械=W_电-Q=3600J-150J=3450J；
（4）电能转化为机械能的效率：
η=$\frac{{W}_{机械}}{{W}_{电}}$×100%=$\frac{3450J}{3600J}$×100%≈95.8%．
答：（1）这个电动机正常运转10分钟消耗的电能为3600J；
（2）产生热量为150J；
（3）有3450J的电能转化为机械能；
（4）电能转化为机械能的效率是95.8%．

点评 在做本题时很多同学往往直接应用欧姆定律而导致错误，对于非纯电阻电路一定要注意欧姆定律是不适用的，但焦耳定律仍然可以，只不过求出的只是电机内阻发热的那一部分．