Question

有一个玩具电动机，线圈电阻是0.5Ω；若给它加上2V电压，电动机正常工作，工作电流是1A．求：
（1）电动机正常工作1分钟，电流做的功、产生的机械能分别是多少？
（2）电动机正常工作时的输入功率和输出的机械功率分别是多少？
（3）如果在正常工作时转子突然被卡住，此时电动机消耗的功率、发热功率分别为多少？

Answer 1

分析：（1）由电功公式W=UIt及能量守恒求解；
（2）由电功率公式P=UI及能量守恒求解；
（3）如果在正常工作时转子突然被卡住，此时相当于纯电阻电路，电功率和热功率相等，根据公式P=

U2

R

求解．

解答：解：（1）由公式W=UIt得：
动机正常工作1分钟电流做的功为W=UIt=2×1×60J=120J
由焦耳定律得：此过程产生的热量为 Q=I²Rt=1²×0.5×60J=30J
有能量守恒得产生的机械能为：W_机=W-Q=120-30J=90J
（2）由公式P=UI得：
电动机正常工作时的输入功率为P=UI=2×1W=2W
热功率为P热=I2R=12×0.5W=0.5W
有能量守恒得产生的机械功率为P_机=P-P_热=2-0.5W=1.5W
（3）如果在正常工作时转子突然被卡住，此时相当于纯电阻电路，电功率和热功率相等，
根据公式P=

U2

R

得：
P电=P热=

U2

R

=

22

0.5

W=8W
答：（1）电动机正常工作1分钟，电流做的功、产生的机械能分别是120J，90J  
（2）电动机正常工作时的输入功率和输出的机械功率分别是2W，1.5W  
（3）如果在正常工作时转子突然被卡住，此时电动机消耗的功率、发热功率分别为8W，8W．

点评：电动机是非纯电阻，电动机的总功转化为电动机的对外做的功和产生的热量．要特别注意，电动机被卡时，相当于纯电阻电路．