Question

19．小明准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机，设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为I₁=2A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为I₂=0.6A．试求该玩具电动机转动时将电能转化为机械能的效率η．

Answer 1

分析 电动机不转动，电流表的读数为2A，根据R=$\frac{U}{I}$表示出电动机电阻，当电动机正常转动时，电流表的读数为0.6A，再有电源电压可表示出电动机消耗的总功率；根据焦耳定律表示出发热功率，用总功率减去发热功率，就是转化成动能的功率，最后求出转化成动能的功率与总功率之比就是电动机正常转动时的效率．

解答 解：电动机的电阻：R=$\frac{U}{{I}_{1}}$，
电动机消耗的总功率：P_总=U×I₂，
发热功率：P_热=I₂²×$\frac{U}{{I}_{1}}$，
转化成动能的功率：P_动=P_总-P_热=$\frac{{I}_{1}{I}_{2}-{I}_{2}^{2}}{{I}_{1}}U$，
电动机正常转动时的效率：η=$\frac{{P}_{动}}{{P}_{总}}$=$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{2-0.6}{2}$=70%
答：该玩具电动机转动时将电能转化为机械能的效率η为70%．

点评 本题电功率的有关运算，注意电动机不是纯电阻的，求电动机的总功率必须要用P=UI来计算，发热功率必须要用P=I²R来计算．