高二物理题-含电动机电路分析.doc
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1、1一台小型电动机在3 V电压下工作,用此电动机提升所受重力为4 N的物体时,通过它的电流是0.2 A。在30 s内可使该物体被匀速提升3 m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失,求:(1)电动机的输入功率;(2)在提升重物的30 s内,电动机线圈所产生的热量;(3)线圈的电阻。解析:(1)电动机的输入功率P入UI0.23 W0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P机Fv(43/30) W0.4 W.根据能量关系P入P机PQ,得生热的功率PQP入P机(0.60.4)W0.2 W.所生热量QPQt0.230 J6 J.(3)根据焦耳定律QI2Rt,得线圈电阻R5 .2、如图所示,已知电源电动
2、势E=20V,内阻r=l,当接入固定电阻R=4时,电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻RD=0.5的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求:(1)电路中的电流大小;(2)电动机的额定电压; (3)电动机的输出功率 19(12分)灯泡L正常发光,电路中的电流为 由闭合电路欧姆定律可求得,电动机的额定电压为UD=EI(r+R)UL=202(14)37V 电动机的总功率为P总IUD2714W 电动机的热功率为P热I2RD220.52W所以电动机的输出功率为P出P总P热14212W3如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U12 V,电解槽内阻rA2 ,当S1闭合、S2、S3断开时,电
3、流表A示数为6 A;当S2闭合、S1、S3断开时,A示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合、S1、S2断开时,A示数为4 A求: (1)电炉子的电阻及发热功率各多大?(2)电动机的内阻是多少?(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?【解析】(1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律I得R2 ,其发热功率为PRUI1126 W72 W.(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI2IrMP输出,所以rM1 .(3)电解槽工作时,由能量守恒定律得:P化UI3IrA所以P化(124422) W16 W.【答案】(1)2 72 W(2)1 (3)16 W4利用电动机通过如图所示
4、的电路提升重物, 已知电源电动势E6 V,电源内阻r1 ,电阻R3 ,重物质量m0.10 kg,当将重物固定时,电压表的示数为5 V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5 V,求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦,g取10 m/s2)解析:设电动机内阻为r当将重物固定时I1 ARr5 ,r2 当重物不固定时I0.5 AP出UI2.75 W,PRPrI2(Rr)1.25 W所以重物的功率PP出PRPrmgv,解得v1.5 m/s答案:1.5 m/s5(10分)在图228所示电路中,电源电动势E6 V,内阻r1 .D为直流电动机,其电枢线圈电阻R2 ,限流电阻
5、R3 .当电动机正常工作时,电压表示数为0.3 V求:(1)通过电动机的电流是多大?(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少?解析:(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R的电流相同,由I得:I A 0.1 A.(2)由EIrUUD可得电动机两端电压UDEIrU6 V0.11 V0.3 V5.6 V所以电动机输入的电功率P入UDI0.56 W.电动机的发热功率P热I2R0.02 W.电动机的输出功率P出P入P热0.54 W.答案:(1)0.1 A(2)0.56 W0.02 W0.54 W6如图所示电路,电炉电阻R119 ,电动机电阻R20.5 ,电源内阻r1 .当开关S
6、断开时,电炉消耗的电功率为475 W,S接通、电动机正常运转后,电炉消耗的电功率为304 W求电动机转化为机械能的功率解析:S断开时外电路为纯电阻电路,电路中电流I A5 A,由此可解得电源电动势EI(R1r)5(191) V100 V.S接通后外电路有两个支路,除纯电阻负载R1支路外,另一支路负载为电动机,R1支路中的电流I1A4 A.路端电压UI1R1419 V76 V.由I A24 A可知,电动机支路的电流I2(244) A20 A.电动机输入的电功率P2I2U2076 W1 520 W;电动机中的热功率P耗IR22020.5 W200 W;因此电动机转化为机械能的功率P机I2UIR21
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