Question

11．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．已知电源电动势E=60V，内阻r为零，当调节滑动变阻器R为一定值时，闭合开关，使电动机正常运转，理想电流表和理想电压表的示数分别为3A和30V．已知电动机的电阻R₁=2Ω，求
（1）这台电动机正常运转时输出的机械功率为多少？
（2）若因为机械故障，电动机转子突然卡住停转，求此时电流表的示数？试分析有何危险？

Answer 1

分析 （1）根据能量关系可求得电动机的输出功率；
（2）当电动机被卡住时，电压全部加在内阻两端，此时视为纯电阻；由欧姆定律可求得电流；求出产生的热量即可明确可能发生的危险．

解答 解：（1）电动机的输入功率P=UI，热功率P_热=I²R₁；
则输出功率P_出=UI-I²R₁=30×3-9×2=72W；
（2）若转子被卡住时，电动机视为纯电阻电路，则此时电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{60}{2}$=30A；
则此时产生的热功率P=I²R₁=900×2=1800W；
容易将电动机烧坏或引发火灾；
答：（1）这台电动机正常运转时输出的机械功率为72W；
（2）若因为机械故障，电动机转子突然卡住停转，求此时电流表的示数为30A；容易引发火灾或使电动机烧坏．

点评 本题考查功率公式的应用，要注意对于电动机电路，正常工作时是非纯电阻电路，欧姆定律不成立；当电动机不转时，是纯电阻电路，欧姆定律仍成立．