3.6电能 电动机练习-2024-2025学年浙教版九年级上册科学
2024-12-14
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版(2013)九年级上 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第6节 电能 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 362 KB |
| 发布时间 | 2024-12-14 |
| 更新时间 | 2024-12-14 |
| 作者 | Manjusaka-3 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49335137.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024年12月九上3.6电能——电动机练习
一.选择题(共3小题)
1.将规格都是“220V、150W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.电烙铁产生的热量最多
B.电风扇产生的热量最多
C.电视机产生的热量最多
D.三个用电器产生的热量一样多
2.如图所示是一把既能吹冷风,又能吹热风的电吹风的简化电路,图中A是吹风机,B是电热丝,将插头插入插座,下列说法不正确的是( )
A.若只闭合开关S1,电热丝两端电压为电源电压
B.若只闭合开关S1,电吹风吹出冷风
C.若将开关S1、S2都闭合,电吹风吹出热风
D.吹冷风和吹热风时,吹风机A两端工作电压相同
3.某汽车电动机和车灯的电路如图所示,只闭合电键S1时,电流表示数为10安,再闭合电键S2时,电流表示数为58安。若电源电压为12.5伏,定值电阻R的阻值为0.05欧,电流表内阻不计,车灯电阻不变,则因电动机工作导致车灯的工作电压降低了( )
A.2.0伏 B.2.4伏 C.2.6伏 D.2.9伏
二.填空题(共2小题)
4.一辆环保电瓶车,工作电压为24V,工作电流为10A,电动机电阻为0.4欧,电瓶车以及人的总重为2000N,行驶时受到的阻力为总重的0.1倍,则此电瓶车匀速行驶100米,所用的时间约为 。
5.如图甲是一只家用电吹风,内部有一根发热丝和一只电动风扇。
(1)洗完头后,用电吹风吹头发可以加快头发变干,这一过程中头发上的水分发生的物态变化是 。
(2)图乙是该吹风机的内部电路图,通过调节开关S1和S2实现冷风和热风两挡,电热丝应该接在位置 (选填“a”或“b”)。
额定电压
220伏
冷风功率
44瓦
热风功率
1200瓦
(3)该电吹风的部分参数如表,若电动风扇的线圈内阻为10欧,正常吹热风120秒,电动风扇产生的机械能为 焦。
三.计算题(
6.太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。如图所示的是一辆太阳能实验车,车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m2,太阳光照射到电池板每1m2面积上辐射功率为P0=1KW,在晴朗的天气,电池对着太阳时产生的电压为U=120V,并对车上的电动机提供I=10A的电流,试问:
(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平路面上匀速行驶时,受到的牵引力为150N,则汽车的行驶速度是多大?
7.电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具,某厂生产的一种电动自行车,设计质量(包括人)为m=80kg,动力电源选用能量存储量为“36V 10Ah”的蓄电池(不计内阻),所用电源的额定输出功率P=180W,由于电动机发热造成的损耗(其他损耗不计),自行车的效率为η=80%。如果自行车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和自行车对地面的压力的乘积成正比,即F1=kmgv,其k=5.0×10﹣3s•m﹣1,g取10N/kg。则。
(1)该自行车保持额定功率行驶的最长时间是多少?
(2)自行车电动机的内阻为多少?
(3)自行车在平直的公路上以额定功率匀速行驶时的速度为多大?
8.近期一些餐厅出现了用送餐机器人进行无接触配送,其运动依靠底部电动机带动。已知电动机线圈为铜制,比热容为0.4×103J/(kg•℃),整个线圈质量为0.2kg,产生的能量有80%转化为线圈的内能,电动机与电流表串联后接在24V直流电源上工作,闭合开关后发现机器人并未运动,这时电流表示数为8A.检查发现电动机的齿轮被卡住了,排除故障后,正常刚工作时电流表的读数为1A,忽略所有摩擦,计算:
(1)电动机线圈的阻值。
(2)电动机正常工作时的效率。
(3)不考虑线圈与其他材料之间的热传递,在卡住的1分钟内线圈的温度会升高多少。
9.随着国家大力倡导共享经济,杭州出现了大量的共享单车。有的公司也推出了共享电动车的计划。如图是一辆共享电动车的铭牌如下,请根据以下数据计算:
(1)此车电机的内阻?
(2)电机正常工作时的效率?
(3)在额定电压下,若电机被突然卡死10秒钟,求电机产生的热量?
车型:26电动自行车
整车质量:30kg
最大载重:120kg
额定输出功率:120W
额定电压:40V
额定电流:4.0A
10.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,利用身边现有器材,设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为16V,当变阻器的阻值为30Ω时,闭合开关,电动机未转动,电压表示数为1V。当变阻器的阻值为10Ω时,电动机正常转动,电压表示数为8V。计算此时:
(1)电动机的内阻;
(2)电动机正常工作时的机械效率。
=
11.小明家的豆浆机的简化电路和铭牌如图所示。豆浆机工作时加热器先加热,待水温达到64℃时温控开关闭合,电动机开始打磨且加热器继续加热,直到产出豆浆成品,电源开关自动断开。小明用初温20℃,质量1kg的水和少量豆子制作豆浆,设电源电压为220V恒定不变,导线的电阻不计。求:
豆浆机铭牌
最大容积
2L
额定电压
220V
加热器功率
880W
电动机功率
120W
(1)加热器单独工作时的电阻是多少?
(2)质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量。
(3)本次制作豆浆共计用时9min。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收,且不计豆子吸收的热量。该豆浆机广告宣称制作一次豆浆费电小于0.2度,请判断广告是否属实,请通过计算加以说明。
12.某项目建设中,工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m,用时10s电动机的输出功率恒定为600W,不计绳重和摩擦,g取10N/kg,求:
(1)10s内电动机输出的总功。
(2)绳子的拉力。
(3)滑轮组的机械效率。
13.一天,小明妈妈要用电吹风机时,发现家里的电吹风机只能吹冷风不能吹热风,经检查,原来是机内的电热丝已经烧坏了,小明想用一根阻值相同的电热丝来替换(不考虑电热丝电阻的变化),为此:
型号
SHZ2010﹣624
额定功率
热风时:1080W
冷风时:200W
额定电压
220V
(1)他从铭牌上查到,该电吹风机吹热风时的额定功率为1080W;又认真研究了电吹风机的电路(如图),弄清了当选择开关放在“冷”时,就把 连入了电路;
(2)请你根据上述描述帮小明算出应选配的电热丝的阻值。
(3)当电吹风机正常工作吹热风10分钟消耗的电能?
14.小兰家电热吹风机的铭牌如表格所示,其工作原理如图甲所示。由于使用了多年,吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,电动机性能仍保持不变。为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小兰在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风,发现电能表的转盘6min内转过132圈,电能表规格如图乙所示。问:
电热吹风机
额定电压/V
220
电热丝功率/W
480
电动机功率/W
40
(1)这段时间内电吹风消耗了多少电能?
(2)氧化电热丝正常工作时的实际电阻值是多少?
(3)为恢复电热吹风机的铭牌功率,应与氧化电热丝 一段新电热丝(选填“串联”或“并联”)。
15.小科同学为实现衣服快速晾干,计划利用电源、小型风机M、电热丝R、导线等元件做一个简易烘衣机,如图是他设计的烘衣机外形及其电路结构图。其中U0=6伏,R=10欧,电动机的内阻为4欧,当开关闭合时测得电流表示数为1.5安。回答下列问题:
(1)开关闭合后,计算电热丝工作10分钟产生的热量。
(2)工作10分钟,计算风机产生的机械能。
(3)尝试工作几次后小科发现:电流表示数会不断减小,同时刚开始工作时干衣室内温度变化不明显,而当衣物快烘干时,干衣室内的温度逐步升高。请你分析造成这种现象的原因。
16.园园对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,测得它的内阻为1.5Ω。为测量电动机工作时的电流,利用身边现有器材,设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为12V,当变阻器的阻值为6Ω时,电压表的读数为3V。计算此时。
(1)通过电动机的电流。
(2)电动机消耗的电功率。
(3)电动机在10分钟内产生的机械能。
17.纯电动出租车成为流动在湖城大街小巷的一道靓丽风景。该车提供能量的装置为三元锂电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW•h,可以续航400km。
(1)司机使用新能源出租车充电桩的60kW快充将电量由30%充至80%,需要多少 分钟。(充电时无能量损耗)
(2)若该车和车内乘客的总质量为2.2×103kg,当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为300V,通过电动机的电流为50A。若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,求该电动出租车将电能转化为机械能的效率。(保留小数点后一位)
(3)求:该电动机的内阻?
18.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机接在6伏的电源两端,闭合开关,发现电动机没有转动,电流表的读数为3安,检查发现电动机被卡住了,排除故障后,电动机正常工作,电流表示数变为0.3安,请帮小金计算:
(1)这台电动机线圈的电阻;
(2)正常转动时电动机的机械功率。
19.如图所示,这是小明用迷你电动机制成的升降机模型。用它提升物体,当电源电压为4V时,闭合开关,电动机不转动,电流表示数为0.8A;当电源电压为12V时,闭合开关,电动机正常工作,电流表示数为0.4A,电动机匀速提升物体。若忽略温度对电阻的影响,求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)电动机的机械效率。
20.如图所示,M为一电动机,电压表、电流表均为理想电表。现用电动机将质量为m=50kg的物体从深井中提出。当电压表示数为40V时,电动机不转,此时电流表示数为10A.当电压表示数变为220V时,电动机恰好能正常工作物体由静止开始向上加速,此时电流表示数为5A.经过4秒钟,物体到达井口,此时恰好能匀速运动,g=10N/kg,求:
(1)电动机的内阻。
(2)电动机正常工作时的机械效率。
(3)物体到达井口时的速度。
2024年12月九上3.6电能——电动机练习
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
答案
A
A
B
一.选择题(共3小题)
1.将规格都是“220V、150W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.电烙铁产生的热量最多
B.电风扇产生的热量最多
C.电视机产生的热量最多
D.三个用电器产生的热量一样多
【分析】分别接入220V的电路中,三个用电器都正常工作,实际功率相同(等于额定功率)、通电时间相同,根据W=Pt可知消耗的电能相同,通过分析三种用电器使用时的能量转化情况,找出产生热量最多的用电器。
【解答】解:由于U=220V,则三种用电器的实际功率:P=P额=150W;通电时间相同,根据W=Pt可知,所以三种用电器消耗的电能相同;
电视机将大部分电能转化为光能和声能,电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能,故产生热量最多的是电烙铁。
故选:A。
【点评】电流做功的实质:电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程,能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
2.如图所示是一把既能吹冷风,又能吹热风的电吹风的简化电路,图中A是吹风机,B是电热丝,将插头插入插座,下列说法不正确的是( )
A.若只闭合开关S1,电热丝两端电压为电源电压
B.若只闭合开关S1,电吹风吹出冷风
C.若将开关S1、S2都闭合,电吹风吹出热风
D.吹冷风和吹热风时,吹风机A两端工作电压相同
【分析】根据串并联电路的特点,依据题意结合电路图分析是哪部分连入电路,有电流经过的部分,才能正常工作。
【解答】解:AB、若只闭合开关Sl,只有电动机(吹风机)与电源串联,电热丝不工作,电流只经过电动机,所以电吹风吹出的是冷风,此时电热丝两端电压为0,故A错误,B正确;
CD、若将开关Sl、S2都闭合,电动机与电热丝并联后连接在电源上,电流分两路分别经过电动机和电热丝,它们都工作,则电吹风吹出的是热风,
吹冷风时,只有吹风机接入电路,吹风机A两端的工作电压等于电源电压;吹热风时,吹风机和电热丝并联,由并联电路的电压特点可知吹风机A两端的工作电压也等于电源电压,故C、D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了并联电路的特点。干路上的开关控制所有用电器,支路上的开关只控制该支路上的用电器。
3.某汽车电动机和车灯的电路如图所示,只闭合电键S1时,电流表示数为10安,再闭合电键S2时,电流表示数为58安。若电源电压为12.5伏,定值电阻R的阻值为0.05欧,电流表内阻不计,车灯电阻不变,则因电动机工作导致车灯的工作电压降低了( )
A.2.0伏 B.2.4伏 C.2.6伏 D.2.9伏
【分析】(1)只闭合S1时,已知电流表示数和电阻R的阻值,可以得到R两端电压;已知电源电压和R两端电压,可以得出车灯两端电压;
(2)再闭合S2时,已知电流表示数和电阻R的阻值,可以得到R两端电压;已知电源电压和R两端电压,可以得到车灯和电动机并联两端的电压,也就是此时车灯两端电压;开关S2闭合前后,车灯两端电压之差就是降低的电压。
【解答】解:
(1)只闭合电键S1时,
定值电阻R的电压为U1=IR=10A×0.05Ω=0.5V,
车灯电压U=12.5V﹣0.5V=12V;
(2)再闭合电键S2时,
定值电阻R的电压为U1'=I'R=58A×0.05Ω=2.9V,
车灯电压U'=12.5V﹣2.9V=9.6V,
则因电动机工作导致车灯的工作电压降低了ΔU=U﹣U′=12V﹣9.6V=2.4V。
故选:B。
【点评】两个开关都闭合时,属于混联电路。其中分析车灯和电动机关系,利用并联电路的规律;分析整个电路,利用串联电路的基本规律。
二.填空题(共2小题)
4.一辆环保电瓶车,工作电压为24V,工作电流为10A,电动机电阻为0.4欧,电瓶车以及人的总重为2000N,行驶时受到的阻力为总重的0.1倍,则此电瓶车匀速行驶100米,所用的时间约为 100s 。
【分析】已知阻力的大小和车匀速行驶的距离,根据公式W=FS可求该车做的有用功;还知道效率的大小,从而求出该车所做的总功,再利用公式W=UIt求出该车行驶的时间。
【解答】解:行驶时受到的阻力:f=0.1G=0.1×2000N=200N;
克服阻力做的有用功:W有用=fs=200N×100m=20000J;
该车做的总功W总=UIt,
车做的有用功:W有用=W总﹣Q=UIt﹣I2Rt,
该车行驶的时间:
t100s;
故答案为:100s。
【点评】本题考查时间的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道时间与总功、有用功之间的关系。
5.如图甲是一只家用电吹风,内部有一根发热丝和一只电动风扇。
(1)洗完头后,用电吹风吹头发可以加快头发变干,这一过程中头发上的水分发生的物态变化是 汽化 。
(2)图乙是该吹风机的内部电路图,通过调节开关S1和S2实现冷风和热风两挡,电热丝应该接在位置 a (选填“a”或“b”)。
额定电压
220伏
冷风功率
44瓦
热风功率
1200瓦
(3)该电吹风的部分参数如表,若电动风扇的线圈内阻为10欧,正常吹热风120秒,电动风扇产生的机械能为 5232 焦。
【分析】(1)物质从液态变为气态的过程叫做汽化;
(2)该吹风机因该是先吹冷风,再吹热风。由于a和b并联,S1闭合时,电动风扇工作(冷风);S1和S2都闭合时,发热丝和电动风扇都工作(热风);
(3)电动风扇工作时,将电能转化为机械能和内能,机械能=电能﹣内能。
【解答】解:(1)物质从液态变为气态的过程叫做汽化,所以水变成水蒸气叫做汽化;
(2)该吹风机因该是先吹冷风,再吹热风。由于a和b并联,S1闭合时,电动风扇工作(冷风);S1和S2都闭合时,发热丝和电动风扇都工作(热风);
(3)电动风扇工作时,将电能转化为机械能和内能,机械能=电能﹣内能。
S1和S2都闭合时,发热丝和电动风扇都工作(热风)
电动风扇工作时消耗的电能W电=Pt=44W×120s=5280J
电动风扇工作时电流I0.2A
电动风扇工作时产生的热量Q=I2Rt=(0.2A)2×10Ω×120s=48J
电动风扇产生的机械能W机=5280J﹣48J=5232J
故答案为:(1)汽化;(2)a;(3)5232J。
【点评】此题主要考查学生对用电器的挡位问题的分析和处理,理解纯电阻电路的概念。
三.计算题(共5小题)
6.太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。如图所示的是一辆太阳能实验车,车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m2,太阳光照射到电池板每1m2面积上辐射功率为P0=1KW,在晴朗的天气,电池对着太阳时产生的电压为U=120V,并对车上的电动机提供I=10A的电流,试问:
(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平路面上匀速行驶时,受到的牵引力为150N,则汽车的行驶速度是多大?
【分析】(1)已知每平方米面积上能接收到太阳能的功率(总功率),还知道太阳能电池产生的电压和供电动机正常工作的电流,可求电动机工作时的功率(有用功率),根据效率公式求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率。
(2)(1)求出了电动机工作时的功率,已知电能转化为机械能的效率,可求电动机的输出功率;又知道牵引力的大小,利用PFv求汽车的行驶速度。
【解答】解:(1)太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为
P太=P0S=1×103W×8=8000W
转化为太阳能汽车的电功率为
P电=UI=120V×10A=1200W
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率:
η1100%100%=15%;
(2)设汽车的转化效率为η2,则汽车的机械功率为
P机=P电×η2=1200W×75%=900W
当汽车匀速行驶时,
P机Fv,
。
答:(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%;
(2)汽车的行驶速度是6m/s。
【点评】此题主要考查学生对功率的计算、功的计算、太阳能的转化等知识点的理解和掌握,此题涉及到的知识点较多,属于难题,此题体现了物理与高科技相结合的思想。
7.电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具,某厂生产的一种电动自行车,设计质量(包括人)为m=80kg,动力电源选用能量存储量为“36V 10Ah”的蓄电池(不计内阻),所用电源的额定输出功率P=180W,由于电动机发热造成的损耗(其他损耗不计),自行车的效率为η=80%。如果自行车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和自行车对地面的压力的乘积成正比,即F1=kmgv,其k=5.0×10﹣3s•m﹣1,g取10N/kg。则。
(1)该自行车保持额定功率行驶的最长时间是多少?
(2)自行车电动机的内阻为多少?
(3)自行车在平直的公路上以额定功率匀速行驶时的速度为多大?
【分析】(1)根据P=UI计算该自行车保持额定功率行驶时的输出电流,根据Q=It计算该自行车保持额定功率行驶的最长时间;
(2)自行车的效率为η=80%,据此计算自行车电动机的内阻的发热功率,根据P=I2R计算自行车电动机的内阻;
(3)匀速行驶时牵引力等于阻力,自行车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和自行车对地面的压力的乘积成正比,即F1=kmgv,
自行车的有效输出功率P′F1v,则P′=kmgv•v,代入数据解方程可得自行车在平直的公路上以额定功率匀速行驶时的速度v。
【解答】解:(1)该自行车保持额定功率行驶时的输出电流:I5A,
该自行车保持额定功率行驶的最长时间是:t2h;
(2)自行车电动机的内阻的发热功率:P′=(1﹣80%)P=0.2×180W=36W,
自行车电动机的内阻:R1.44Ω;
(3)匀速行驶时牵引力等于阻力,自行车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和自行车对地面的压力的乘积成正比,即F1=kmgv,
自行车的输出功率P′F1v,则P′=kmgv•v,代入数据可得80%×180W=5.0×10﹣3s•m﹣1×80kg×10N/kg×v2,解方程可得v=6m/s。
答:(1)该自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h;
(2)自行车电动机的内阻为1.44Ω;
(3)自行车在平直的公路上以额定功率匀速行驶时的速度为6m/s。
【点评】本题考查功率公式、库仑公式的灵活运用,知道匀速行驶时牵引力等于阻力。
8.近期一些餐厅出现了用送餐机器人进行无接触配送,其运动依靠底部电动机带动。已知电动机线圈为铜制,比热容为0.4×103J/(kg•℃),整个线圈质量为0.2kg,产生的能量有80%转化为线圈的内能,电动机与电流表串联后接在24V直流电源上工作,闭合开关后发现机器人并未运动,这时电流表示数为8A.检查发现电动机的齿轮被卡住了,排除故障后,正常刚工作时电流表的读数为1A,忽略所有摩擦,计算:
(1)电动机线圈的阻值。
(2)电动机正常工作时的效率。
(3)不考虑线圈与其他材料之间的热传递,在卡住的1分钟内线圈的温度会升高多少。
【分析】(1)电动机没有转动时是纯电阻用电器,根据欧姆定律求出这台电动机线圈的电阻;
(2)电动机正常工作时是非纯电阻用电器,根据P=UI求出此时电动机的功率,利用P=I2R求出电动机线圈电阻的热功率,两者的差值即为正常转动时电动机的机械功率,利用η100%100%100%计算电动机正常工作时的效率;
(3)由Q=I2Rt计算卡住时电流通过线圈产生热量,结合题意可得线圈内能增加量,再由Q=cmΔt计算线圈升高的温度。
【解答】解:(1)电动机没有转动时是纯电阻用电器,
由I可得,电动机线圈的电阻:
R3Ω;
(2)电动机正常工作时是非纯电阻用电器,此时电动机的功率:
PM=UI′=24V×1A=24W,
电动机线圈电阻的热功率:
P热=(I′)2R=(1A)2×3Ω=3W,
正常转动时电动机的机械功率:
P机械PM﹣P热=24W﹣3W=21W,
所以电动机正常工作时的效率:
η100%100%100%100%=87.5%;
(3)卡住的1分钟内电流通过线圈产生热量:
Q=I2Rt=(8A)2×3Ω×60s=11520J,
由题意知,转化为线圈的内能:
Q'=80%Q=80%×11520J=9216J,
由Q=cmΔt可得,线圈的温度会升高的温度:
Δt115.2℃。
答:(1)电动机线圈的阻值为3Ω;
(2)电动机正常工作时的效率为87.5%;
(3)不考虑线圈与其他材料之间的热传递,在卡住的1分钟内线圈的温度会升高115.2℃。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率、吸热以入效率公式的应用,要注意电动机不转时是纯电阻用电器,转动时是非纯电阻用电器。
9.随着国家大力倡导共享经济,杭州出现了大量的共享单车。有的公司也推出了共享电动车的计划。如图是一辆共享电动车的铭牌如下,请根据以下数据计算:
(1)此车电机的内阻?
(2)电机正常工作时的效率?
(3)在额定电压下,若电机被突然卡死10秒钟,求电机产生的热量?
车型:26电动自行车
整车质量:30kg
最大载重:120kg
额定输出功率:120W
额定电压:40V
额定电流:4.0A
【分析】(1)根据P=UI求电动机的总功率,其中额定输出功率P为转化为机械能的功率,另外还一部发热功率P热,根据P=P输出+P热求电机的内阻:
(2)根据η求电机正常工作时的效率:
(3)根据焦耳定律Q=I2Rt可求电机产生的热量。
【解答】解:
(1)电动机正常工作时消耗的电功率(总功率):
P=UI=40V×4.0A=160W,
其中额定输出功率P输出=120W为转化为机械能的功率,另外还一部分为发热功率P热,
所以P=P输出+P热=P输出+I2r,
即:160W=120W+(4.0A)2r,
解得电机的内阻:r=2.5Ω;
(2)电机正常工作时的效率:
η100%=75%;
(3)在额定电压下,若电机被突然卡死10秒钟,电机产生的热量:
Q=I2rt10s=6400J。
答:(1)此车电机的内阻是2.5Ω;
(2)电机正常工作时的效率是75%;
(3)在额定电压下,若电机被突然卡死10秒钟,电机产生的热量是6400J。
【点评】本题考查电功率公式、效率公式、功率公式的运用,关键要明确电动机消耗的电能一部分转化为机械能,还有一部分转化为内能了。
10.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,利用身边现有器材,设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为16V,当变阻器的阻值为30Ω时,闭合开关,电动机未转动,电压表示数为1V。当变阻器的阻值为10Ω时,电动机正常转动,电压表示数为8V。计算此时:
(1)电动机的内阻;
(2)电动机正常工作时的机械效率。
【分析】由电路图可知,变阻器和电动机串联。
(1)根据串联电路的电压特点求出此时变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出通过变阻器的电流,根据串联电路的电流特点求出通过电动机的电流,根据欧姆定律求出电动机的内阻;
(2)利用公式P=UI计算出电动机的输入功率,利用公式P热=l2R计算出它的发热功率,根据P机=P﹣P热计算出机械功率P机,最后根据η100%计算电动机的机械效率。
【解答】解:由电路图可知,变阻器和电动机串联。
(1)电动机未转动时,此时为纯电阻电路,
由串联电路的电压特点可知,变阻器两端的电压:
U变=U﹣UM=16V﹣1V=15V,
此时通过变阻器的电流:
I变0.5A,
由串联电路的电流特点可知,通过电动机的电流:
IM=I变=0.5A,
由I可知,电动机的内阻:
R2Ω;
(2)电动机正常工作时电压为8V,
由串联电路的电压特点可知,变阻器两端的电压:
U变'=U﹣UM'=16V﹣8V=8V,
此时通过变阻器的电流:
I变'0.8A,
由串联电路的电流特点可知,通过电动机的电流:
IM'=I变'=0.8A,
此时电动机的输入功率:
P=UM'IM'=8V×0.8A=6.4W;
电动机的发热功率为:
P热=IM'R=(0.8A) 2×2Ω=1.28W;
那么机械功率为:
P机=P﹣P热=6.4W﹣1.28W=5.12W;
电动机的机械效率为:
η100%100%=80%。
答:(1)电动机的内阻为2Ω;
(2)电动机正常工作时的机械效率为80%。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式和效率的应用,要注意电动机是非纯电阻用电器,消耗的电能和产生的热量不相等。
四.解答题(共10小题)
11.小明家的豆浆机的简化电路和铭牌如图所示。豆浆机工作时加热器先加热,待水温达到64℃时温控开关闭合,电动机开始打磨且加热器继续加热,直到产出豆浆成品,电源开关自动断开。小明用初温20℃,质量1kg的水和少量豆子制作豆浆,设电源电压为220V恒定不变,导线的电阻不计。求:
豆浆机铭牌
最大容积
2L
额定电压
220V
加热器功率
880W
电动机功率
120W
(1)加热器单独工作时的电阻是多少?
(2)质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量。
(3)本次制作豆浆共计用时9min。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收,且不计豆子吸收的热量。该豆浆机广告宣称制作一次豆浆费电小于0.2度,请判断广告是否属实,请通过计算加以说明。
【分析】(1)已知加热器的功率,根据P=UI可求出加热器单独工作时电路中的电流;
(2)根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(3)先根据W=求出豆浆机中水温升到64℃加热器单独工作时消耗的电能,然后根据P求出加热器单独工作时的时间,再利用W=Pt求出加热器和电动机消耗的电能,进一步求出本次制作豆浆共消耗的电能。
【解答】解:(1)由P可得,加热器单独工作时的电阻为:
R60.5Ω;
(2)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(64℃﹣20℃)=1.848×105J;
(3)豆浆机中水温升到64℃前只有加热器工作,加热器单独工作时消耗的电能:
W2.64×105J,
由P可得加热器单独工作的时间:
t300s=5min,
因此加热器和电动机同时工作的时间:t′=9min﹣5min=4min,
则加热器和电动机同时工作消耗的电能:
W′=P总t′=(880W+120W)×4×60s=2.4×105J,
本次制作豆浆共消耗的电能:
W总=W+W′=2.64×105J+2.4×105J=5.04×105J。
0.2kW•h=7.2×105J>5.04×105J,故广告属实。
答:(1)加热器单独工作时的电阻是60.5Ω;
(2)质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量为1.848×105J;
(3)广告属实。
【点评】本题为电热综合题,考查了吸热公式、效率公式、电功公式、电功率公式及其变形公式的应用,分析表中数据、从中得出相关数据是关键。
12.某项目建设中,工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m,用时10s电动机的输出功率恒定为600W,不计绳重和摩擦,g取10N/kg,求:
(1)10s内电动机输出的总功。
(2)绳子的拉力。
(3)滑轮组的机械效率。
【分析】(1)10s 内电动机输出的总功W总=Pt。
(2)由图知n=2,绳端移动距离s=nh,由W总=Fs求出拉力大小。
(3)建筑材料重力G=mg,拉力做的有用功W有=Gh,滑轮组的机械效率η100%。
【解答】解:(1)10s 内电动机输出的总功:W总=Pt=600W×10s=6000J。
(2)由图知n=2,绳端移动距离s=nh=2×6m=12m,
由W总=Fs可得拉力大小:F500N。
(3)建筑材料重力:G=mg=70kg×10N/kg=700N,
拉力做的有用功:W有=Gh=700N×6m=4200J,
滑轮组的机械效率:η100%100%=70%。
答:(1)10s内电动机输出的总功为6000J。
(2)绳子的拉力为500N。
(3)滑轮组的机械效率为70%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
13.一天,小明妈妈要用电吹风机时,发现家里的电吹风机只能吹冷风不能吹热风,经检查,原来是机内的电热丝已经烧坏了,小明想用一根阻值相同的电热丝来替换(不考虑电热丝电阻的变化),为此:
型号
SHZ2010﹣624
额定功率
热风时:1080W
冷风时:200W
额定电压
220V
(1)他从铭牌上查到,该电吹风机吹热风时的额定功率为1080W;又认真研究了电吹风机的电路(如图),弄清了当选择开关放在“冷”时,就把 电动机 连入了电路;
(2)请你根据上述描述帮小明算出应选配的电热丝的阻值。
(3)当电吹风机正常工作吹热风10分钟消耗的电能?
【分析】(1)由图可知:当开关放在“冷”时,电动机连入电路;当开关放到“热”时,电动机和电热丝并联连入电路。
(2)已知电吹风机的额定功率、吹冷风时的功率,可求得电热丝的功率,利用电功率公式,求出电热丝的电阻。
(3)由P可求得消耗的电能。
【解答】解:
(1)由图可知:当开关放在“冷”时,只用电动机连入电路;当开关放到“热”时,电动机和电热丝并联连入电路。
(2)由表格数据知,吹热风时功率为1080W,吹冷风时功率为200W,所以电热丝的功率:
P电热=P额﹣P冷风=1080W﹣200W=880W,
根据P可得,电热丝电阻:
R55Ω;
(3)当电吹风机正常工作且吹热风时,P额=1080W,
由P可得,工作10min消耗的电能:W=P额t=1080W×10×60s=6.48×105J。
答:(1)电动机;
(2)应选配的电热丝的阻值为55Ω。
(3)当电吹风机正常工作吹热风10分钟消耗的电能为6.48×105J。
【点评】本题考查了电吹风的工作原理和电功率的计算,同时知道电路的总功率等于各用电器功率之和。
14.小兰家电热吹风机的铭牌如表格所示,其工作原理如图甲所示。由于使用了多年,吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,电动机性能仍保持不变。为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小兰在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风,发现电能表的转盘6min内转过132圈,电能表规格如图乙所示。问:
电热吹风机
额定电压/V
220
电热丝功率/W
480
电动机功率/W
40
(1)这段时间内电吹风消耗了多少电能?
(2)氧化电热丝正常工作时的实际电阻值是多少?
(3)为恢复电热吹风机的铭牌功率,应与氧化电热丝 并联 一段新电热丝(选填“串联”或“并联”)。
【分析】(1)3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,据此求出电能表的转盘6min内转过132圈消耗的电能;
(2)先根据P求出氧化后电路的实际功率,再用实际功率减掉电动机的功率即为氧化电热丝的实际功率,最后根据R求出氧化电热丝的实际电阻值。
(3)由电吹风的铭牌可知额定电压和电热丝的额定功率,根据R求出正常工作时电阻丝的阻值,然后根据电阻串联时越串越大、并联时越并越小判断新电热丝的串并联。
【解答】解:(1)电吹风6min内消耗的电能:
W0.044kW•h=0.044×3.6×106J=1.584×105J;
(2)此时吹热风时电路的实际功率:
P0.44kW=440W,
此时电热丝的实际功率:
P热′=P﹣P电动机=440W﹣40W=400W,
由P可得,氧化电热丝的实际电阻值:
R′121Ω。
(3)吹风机正常工作时,P热=480W,
电阻丝的阻值RΩ≈100.8Ω<121Ω;
因并联电路电阻越并越小、小于任何一个分电阻,串联电路电阻越串越大、大于任何一个分电阻;
所以为恢复电热吹风机的铭牌功率,应与氧化电热丝并联一段新电热丝。
答:(1)这段时间内电吹风消耗了1.584×105J电能;
(2)氧化电热丝正常工作时的实际电阻值是121Ω。
(3)并联。
【点评】本题考查了电阻的并联和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是电吹风和电能表参数含义的理解与掌握;本题综合性强,难度较大。
15.小科同学为实现衣服快速晾干,计划利用电源、小型风机M、电热丝R、导线等元件做一个简易烘衣机,如图是他设计的烘衣机外形及其电路结构图。其中U0=6伏,R=10欧,电动机的内阻为4欧,当开关闭合时测得电流表示数为1.5安。回答下列问题:
(1)开关闭合后,计算电热丝工作10分钟产生的热量。
(2)工作10分钟,计算风机产生的机械能。
(3)尝试工作几次后小科发现:电流表示数会不断减小,同时刚开始工作时干衣室内温度变化不明显,而当衣物快烘干时,干衣室内的温度逐步升高。请你分析造成这种现象的原因。
【分析】(1)根据电路图知,电动机与电阻并联,电流表测量干路电流,根据并联电路的特点和欧姆定律计算电阻的电流,根据焦耳定律计算热量;
(2)根据并联电路特点计算电动机的电流,根据焦耳定律计算电动机产生的热量,根据W=UIt计算电动机消耗的电能,机械能等于电能减去热量;
(3)根据金属电阻丝的电阻与温度的关系分析;根据液体的蒸发吸热分析解答。
【解答】解:(1)根据电路图知,电动机与电阻并联,电流表测量干路电流,电阻的电压U=6V;
根据欧姆定律知,电阻的电流I0.6A;
电热丝工作10分钟产生的热量Q=I2Rt=(0.6A)2×10Ω×10×60s=2160J;
(2)根据并联电路的电流特点知,通过电动机的电流I'=I总﹣I=1.5A﹣0.6A=0.9A;
电动机工作10分钟产生的热量Q'=I'2R't=(0.9A)2×4Ω×10×60s=1944J;
电动机工作10分钟消耗的电能W=UIt=6V×0.9A×10×60s=3240J;
获得的机械能W机械=W﹣Q'=3240J﹣1944J=1296J;
(3)随着通电时间的增大,电热丝产生的热量增大,温度升高,而电热丝的电阻随着温度的升高而增大,根据欧姆定律知,电热丝的电流减小,干路中电流减小,电流表示数会不断减小;
同时刚开始工作时,干衣室水较多,水的蒸发需要吸热,使得干衣室内温度变化不明显,而当衣物快烘干时,水减少,蒸发吸热减少,干衣室内的温度逐步升高。
答:(1)开关闭合后,电热丝工作10分钟产生的热量2160J;
(2)工作10分钟,计算风机产生的机械能1296J。
(3)电热丝的电阻随着温度的升高而增大,根据欧姆定律知,电热丝的电流减小,干路中电流减小,电流表示数会不断减小;刚开始工作时,干衣室水较多,水的蒸发需要吸热,使得干衣室内温度变化不明显,而当衣物快烘干时,水减少,蒸发吸热减少,干衣室内的温度逐步升高。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律以及蒸发吸热和电阻与温度的关系,属于中档题。
16.园园对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,测得它的内阻为1.5Ω。为测量电动机工作时的电流,利用身边现有器材,设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为12V,当变阻器的阻值为6Ω时,电压表的读数为3V。计算此时。
(1)通过电动机的电流。
(2)电动机消耗的电功率。
(3)电动机在10分钟内产生的机械能。
【分析】(1)电动机M与变阻器串联,电压表测量电动机两端的电压,根据串联电路电压的规律算出变阻器的电压,根据欧姆定律算出变阻器的电流,根据串联电路电流的规律得出电动机的电流;
(2)根据P=UI算出电动机消耗的电功率;
(3)由W=Pt电动机在10分钟内消耗的电能,根据Q=I2Rt求出电动机产生的热量,根据W机=W﹣Q可求出电动机在10分钟内产生的机械能。
【解答】解:
(1)由图知,电动机M与变阻器串联,电压表测电动机M两端的电压,
根据串联电路电压的规律知,变阻器的电压:UR=U﹣UM=12V﹣3V=9V;
由欧姆定律可得,通过变阻器的电流:IR1.5A;
因串联电路中电流处处相等,
则通过电动机的电流:IM=IR=1.5A;
(2)电动机消耗的电功率:PM=UMIM=3V×1.5A=4.5W;
(3)电动机在10分钟内消耗的电能:W=PMt=4.5W×10×60s=2700J,
电动机产生的热量:QRt=(1.5A)2×1.5Ω×10×60s=2025J,
电动机在10分钟内产生的机械能W机=W﹣Q=2700J﹣2025J=675J。
答:(1)通过电动机的电流为1.5A;
(2)电动机消耗的电功率4.5W;
(3)电动机在10分钟内产生的机械能为675J。
【点评】本题考查了电动机上电流、功率和电能的计算,只有电动机是非纯电阻电路,欧姆定律不能用。
17.纯电动出租车成为流动在湖城大街小巷的一道靓丽风景。该车提供能量的装置为三元锂电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW•h,可以续航400km。
(1)司机使用新能源出租车充电桩的60kW快充将电量由30%充至80%,需要多少 33 分钟。(充电时无能量损耗)
(2)若该车和车内乘客的总质量为2.2×103kg,当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为300V,通过电动机的电流为50A。若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,求该电动出租车将电能转化为机械能的效率。(保留小数点后一位)
(3)求:该电动机的内阻?
【分析】(1)根据电池容量可求出将电量由30%充至80%时电池所储存的电能,根据充电时无能量损耗可求出充电时,新能源出租车消耗的电能,根据t可求出新能源出租车充电的时间;
(2)由车和车内乘客的总质量,根据G=mg可求出车和车内乘客的总重力,根据汽车匀速行驶时受到的阻力约等于人和车的总重的0.02倍可求出汽车匀速行驶时受到的阻力,根据二力平衡可求出汽车的牵引力,设汽车以25m/s的速度匀速行驶了ts,根据s=vt可求出汽车所通过的路程,根据W=Fs可求出在时间ts内汽车的牵引力所做的有用功,根据W=UIt可求出在时间ts内电动机消耗的电能,根据η100%可求出该电动出租车将电能转化为机械能的效率;
(3)根据欧姆定律求出电动机的内阻。
【解答】解:(1)由电池容量是66kW•h可知,将电量由30%充至80%时,电池所储存的电能W1=66kW•h×(80%﹣30%)=33kW•h,
由于充电时无能量损耗,所以充电时,新能源出租车消耗的电能W2=W1=33kW•h,所以新能源出租车充电的时间t0.55h=33min;
(2)由车和车内乘客的总质量是2.2×103kg,车和车内乘客的总重力G=mg=2.2×103kg×10N/kg=2.2×104N,
汽车匀速行驶时受到的阻力f=0.02G=0.02×2.2×104N=440N,
所以汽车的牵引力F=f=440N,
设汽车以25m/s的速度匀速行驶了ts,汽车在时间ts内所通过的路程s=vt=25m/s×ts=25tm,
在时间ts内汽车的牵引力所做的有用功W有=Fs=440N×25tm=11000tJ,
在时间ts内电动机消耗的电能W总=UIt=300V×50A×ts=15000tJ,
所以该电动出租车将电能转化为机械能的效率η100%100%≈73.3%;
(3)根据欧姆定律可得:R6Ω
答:(1)33;(2)该电动出租车将电能转化为机械能的效率是73.3%;(3)电动车的内阻是6Ω。
【点评】本题主要考查热机的有关计算,电功公式的应用,能量的利用效率的计算公式的应用,属于电热综合题,难度中等。
18.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机接在6伏的电源两端,闭合开关,发现电动机没有转动,电流表的读数为3安,检查发现电动机被卡住了,排除故障后,电动机正常工作,电流表示数变为0.3安,请帮小金计算:
(1)这台电动机线圈的电阻;
(2)正常转动时电动机的机械功率。
【分析】(1)电动机没有转动时是纯电阻用电器,根据欧姆定律求出这台电动机线圈的电阻;
(2)电动机正常工作时是非纯电阻用电器,根据P=UI求出此时电动机的功率,利用P=UI=I2R求出电动机线圈电阻的热功率,两者的差值即为正常转动时电动机的机械功率。
【解答】解:(1)电动机没有转动时是纯电阻用电器,
由I可得,这台电动机线圈的电阻:
R2Ω;
(2)电动机正常工作时是非纯电阻用电器,此时电动机的功率:
PM=UI′=6V×0.3A=1.8W,
电动机线圈电阻的热功率:
P热=(I′)2R=(0.3A)2×2Ω=0.18W,
正常转动时电动机的机械功率:
P机械=PM﹣P热=1.8W﹣0.18W=1.62W。
答:(1)这台电动机线圈的电阻为2Ω;
(2)正常转动时电动机的机械功率为1.62W。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用,要注意电动机不转时是纯电阻用电器、转动时是非纯电阻用电器。
19.如图所示,这是小明用迷你电动机制成的升降机模型。用它提升物体,当电源电压为4V时,闭合开关,电动机不转动,电流表示数为0.8A;当电源电压为12V时,闭合开关,电动机正常工作,电流表示数为0.4A,电动机匀速提升物体。若忽略温度对电阻的影响,求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)电动机的机械效率。
【分析】(1)闭合开关,电动机不转动时,电压、电流、电阻的关系符合欧姆定律,本题知道电动机不转时的电压和电流,根据欧姆定律计算电阻即可;
(2)电动机正常转动时,根据P=UI计算输出功率,根据P=I2R计算线圈的发热功率,即损失的功率,两个功率之差即为有用功率,有用功率与总功率的比值,即为电动机的机械效率。
【解答】解:(1)由题意可知当电源电压为4V时,闭合开关,电动机不转动,电流表示数为0.8A,此时电动机的电压、电流、电阻的关系符合欧姆定律,
则电动机线圈的电阻为:R5Ω;
(2)电动机正常工作时,输出的功率:P总=UI=12V×0.4A=4.8W,
电流流过线圈时,线圈的发热功率:P热=I2R=(0.4A)2×5Ω=0.8W,
电动机匀速提升物体的有用功率:P有=P总﹣P热=4.8W﹣0.8W=4W,
电动机的效率:η100%100%≈83.3%。
答:(1)电动机线圈的电阻为5Ω;
(2)电动机的机械效率83.3%。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用和机械效率的计算,要求学生知道:①电动机不转动时,电压、电流、电阻的关系符合欧姆定律,②电动机正常转动时,根据P=UI计算输出功率,根据P=I2R计算线圈的发热功率,即损失的功率,两个功率之差即为有用功率,有用功率与总功率的比值,即为电动机的机械效率。
20.如图所示,M为一电动机,电压表、电流表均为理想电表。现用电动机将质量为m=50kg的物体从深井中提出。当电压表示数为40V时,电动机不转,此时电流表示数为10A.当电压表示数变为220V时,电动机恰好能正常工作物体由静止开始向上加速,此时电流表示数为5A.经过4秒钟,物体到达井口,此时恰好能匀速运动,g=10N/kg,求:
(1)电动机的内阻。
(2)电动机正常工作时的机械效率。
(3)物体到达井口时的速度。
【分析】(1)当电动机不转时为纯电阻用电器,根据欧姆定律求出电动机的内阻;
(2)电动机正常工作时为非纯电阻用电器,根据W=UIt求出经过4秒钟电动机消耗的电能,利用Q=I2Rt求出电动机产生的热量,两者的差值即为电动机输出的机械能,利用η100%求出电动机正常工作时的机械效率;
(3)根据P=UI求出电动机的电功率,根据P=I2R求出电动机内阻的热功率,两者的差值即为输出的机械功率,物体到达井口时恰好能匀速运动,此时物体受到的拉力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等,根据F=G=mg求出此时绳子的拉力,利用PFv求出物体到达井口时的速度。
【解答】解:
(1)当电动机不转时为纯电阻用电器,
由I可得,电动机的内阻:
R4Ω;
(2)电动机正常工作时为非纯电阻用电器,
经过4秒钟电动机消耗的电能:
W电=U2I2t=220V×5A×4s=4400J,
电动机产生的热量:
Q=I22Rt=(5A)2×4Ω×4s=400J,
电动机输出的机械能:
W机械=W电﹣Q=4400J﹣400J=4000J,
则电动机正常工作时的机械效率:
η100%100%≈90.9%;
(3)电动机输出的机械功率:
P机械=P电﹣P热=U2I2﹣I22R=220V×5A﹣(5A)2×4Ω=1000W,
因物体到达井口时恰好能匀速运动,此时物体受到的拉力和自身的重力是一对平衡力,
所以,此时绳子的拉力:
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
由PFv可得,物体到达井口时的速度:
v2m/s。
答:(1)电动机的内阻为4Ω;
(2)电动机正常工作时的机械效率为90.9%;
(3)物体到达井口时的速度为2m/s。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功公式、焦耳定律、效率公式、电功率公式、重力公式、功率公式以及二力平衡条件的综合应用,要注意电动机不转时为纯电阻用电器,电动机转动时为非纯电阻用电器。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2024/12/14 19:06:20;用户:俞蜀平;邮箱:orFmNt3rrUdcpC6MK1JahluKb_no@weixin.jyeoo.com;学号:25155137
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