题目内容

有一个直流电动机,内阻为0.5Ω,把该电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A.求
(1)电动机正常工作输入功率多大?
(2)电动机正常工作时的输出功率多大?
(3)如果在发动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大?
分析:(1)根据P=UI求解电动机的输入功率;
(2)根据P=I2r求解热功率,然后根据P=P-P求解输出功率;
(3)如果在发动机正常工作时,转子突然被卡住,变为纯电阻电路,根据P=
U2
r
求解发热功率
解答:解:(1)电动机的输入功率:P=UI=2×1=2W
(2)电动机的热功率:P=I2r=12×0.5=0.5W
电动机的输出功率:P=P-P=2-0.5=1.5W
(3)转子突然被卡住,变为纯电阻电路,发热功率:
P=
U2
r
=
22
0.5
=8W

答:(1)电动机正常工作输入功率为2W;
(2)电动机正常工作时的输出功率为1.5W;
(3)如果在发动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是8W.
点评:对于电动机电路,要正确区分是纯电阻电路,还是非纯电阻电路,关键看转子是否转动,电能是否全部转化为内能.
练习册系列答案
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(1)市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇.某物理研究性学习小组想测电风扇正常运行时的机械功率.于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U,但是其他字迹不清楚.该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池,并从电风扇装电池处的正、负两极各接出一条引线.提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒.
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①该小组进行了如下的部分实验步骤,请写出第三步实验过程:
A、按事先设计的电路连接各元件,并使滑片处于使电路电阻最大处;
B、合上开关,使滑片从最左端开始缓慢移动,使电压表和电流表都有明显读数,但电风扇并未转动,读出此时的电压表和电流表读数U0、I0
C、
 

D、用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为
 

②按上述实验过程,本实验的电路图应选择
 
(填“甲”或“乙”).
③如果你家买了台电风扇,接上电源后,启动风扇开关,风扇电动机不运转,你能分析一下原因吗?至少写出两种原因,并说明检测方法.
(2)质谱仪是利用电、磁分离并测定带电粒子质量的仪器.其原理是利用带电粒子在电、磁场中的运动规律,计算它的比荷.某实验探究小组设计了以下两种实验方案:
方案一:带电粒子先穿过一个电场强度为E、磁感应强度为B的正交匀强电、磁场,正好做匀速直线运动;若取消电场,粒子做半径为R的匀速圆周运动,则带电粒子的荷质比为
 

方案二:带电粒子先经过电压U的加速,然后垂直于磁感线射入一个磁感应强度为B的匀强磁场中,粒子做半径为R的匀速圆周运动,则带电粒子的荷质比为
 

(1)绵阳市某中学的物理研究性学习小组用如图所示的装置验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”。给定的器材有:一倾角可以调节的很光滑的长斜面、小车、秒表、刻度尺。

完善以下实验步骤:

① 在斜面上方确定一个点A1,用刻度尺测量A1与斜面底端A2之间的距离s

② 让小车自A1点从静止开始下滑至A2点,记下所用的时间t,则小车的加速度a=_____。

③ 用刻度尺测量A1相对于A2的高h。已知小车质量为m,当地的重力加速度为g,则小车所受的合外力F=______。

④ 改变斜面倾角,然后重复上述②③的测量。

⑤ 用图象处理所得到的数据。要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一结论,如果以h为横坐标,得到的图线是一条过原点的直线,则纵坐标是______。

(2)绵阳市某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5V,0.5A”的小直流电动机,线圈内阻小于1Ω。现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内,输出功率与输入电压的关系,学校实验室提供的器材有:

直流电源E,电压6V,内阻不计;

小直流电动机M;

电压表V1,量程0~0.6V,内阻约3kΩ;

电压表V2,量程0~6V,内阻约15kΩ;

电流表A1,量程0~0.6A,内阻约1Ω;

电流表A2,量程0~3A,内阻约0.5Ω;

滑动变阻器R,0~10Ω,2A;

电键一只S,导线若干。

① 首先要比较精确测量电动机的内阻r。根据合理的电路进行测量时,要控制电动机不转动,通过调节滑动变阻器,使电压表和电流表有合适的示数,电压表应该选________。若电压表的示数为0.1V,电流表的示数为0.2A,则内阻r=______Ω,这个结果比真实值偏______(选填“大”或“小”)。

② 在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。(标明所选器材的符号)

③ 当电压表的示数为4.5V时,电流表示数如图所示,此时电动机的输出功率是_____W。

(1)绵阳市某中学的物理研究性学习小组用如图所示的装置验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”。给定的器材有:一倾角可以调节的很光滑的长斜面、小车、秒表、刻度尺。

完善以下实验步骤:

① 在斜面上方确定一个点A1,用刻度尺测量A1与斜面底端A2之间的距离s

② 让小车自A1点从静止开始下滑至A2点,记下所用的时间t,则小车的加速度a=_____。

③ 用刻度尺测量A1相对于A2的高h。已知小车质量为m,当地的重力加速度为g,则小车所受的合外力F=______。

④ 改变斜面倾角,然后重复上述②③的测量。

⑤ 用图象处理所得到的数据。要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一结论,如果以h为横坐标,得到的图线是一条过原点的直线,则纵坐标是______。

(2)绵阳市某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5V,0.5A”的小直流电动机,线圈内阻小于1Ω。现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内,输出功率与输入电压的关系,学校实验室提供的器材有:

直流电源E,电压6V,内阻不计;

小直流电动机M;

电压表V1,量程0~0.6V,内阻约3kΩ;

电压表V2,量程0~6V,内阻约15kΩ;

电流表A1,量程0~0.6A,内阻约1Ω;

电流表A2,量程0~3A,内阻约0.5Ω;

滑动变阻器R,0~10Ω,2A;

电键一只S,导线若干。

① 首先要比较精确测量电动机的内阻r。根据合理的电路进行测量时,要控制电动机不转动,通过调节滑动变阻器,使电压表和电流表有合适的示数,电压表应该选________。若电压表的示数为0.1V,电流表的示数为0.2A,则内阻r=______Ω,这个结果比真实值偏______(选填“大”或“小”)。

② 在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。(标明所选器材的符号)

③ 当电压表的示数为4.5V时,电流表示数如图所示,此时电动机的输出功率是_____W。

(1)市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇.某物理研究性学习小组想测电风扇正常运行时的机械功率.于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U,但是其他字迹不清楚.该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池,并从电风扇装电池处的正、负两极各接出一条引线.提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒.

①该小组进行了如下的部分实验步骤,请写出第三步实验过程:
A、按事先设计的电路连接各元件,并使滑片处于使电路电阻最大处;
B、合上开关,使滑片从最左端开始缓慢移动,使电压表和电流表都有明显读数,但电风扇并未转动,读出此时的电压表和电流表读数U、I
C、______;
D、用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为______.
②按上述实验过程,本实验的电路图应选择______(填“甲”或“乙”).
③如果你家买了台电风扇,接上电源后,启动风扇开关,风扇电动机不运转,你能分析一下原因吗?至少写出两种原因,并说明检测方法.
(2)质谱仪是利用电、磁分离并测定带电粒子质量的仪器.其原理是利用带电粒子在电、磁场中的运动规律,计算它的比荷.某实验探究小组设计了以下两种实验方案:
方案一:带电粒子先穿过一个电场强度为E、磁感应强度为B的正交匀强电、磁场,正好做匀速直线运动;若取消电场,粒子做半径为R的匀速圆周运动,则带电粒子的荷质比为______.
方案二:带电粒子先经过电压U的加速,然后垂直于磁感线射入一个磁感应强度为B的匀强磁场中,粒子做半径为R的匀速圆周运动,则带电粒子的荷质比为______.

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