Question

3．當某電動機兩端的電壓為12V時，通過電動機線圈的電流為3A，已知電動機線圈的電阻為0.4Ω（保持不變），通電2min，問：
（1）電流通過電動機所做的功為多少？
（2）電流通過電動機的線圈產(chǎn)生的熱量為多少？
（3）該電動機的機械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知電動機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式W=UIt可求電流通過電動機所做的功；
（2）已知線圈的電阻和通過的電流以及通電時間，根據(jù)公式Q=I²Rt可求這臺電動機2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．
（3）已知線圈在2min內(nèi)消耗的電能，2min內(nèi)消耗的總電能減去線圈消耗的電能就是電動機提供的機械能，提供的機械能與消耗總電能的比值就是這臺電動機的效率．

解答 解：（1）電流通過電動機所做的功：W_總=UIt=12V×3A×2×60s=4320J，
（2）這臺電動機2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（3A）²×0.4Ω×2×60s=432J；
（3）電動機提供的機械能：W_機=W_總-Q=4320J-432J=3888J，
這臺電動機的效率：η=$\frac{{W}_{機}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3888J}{4320J}$×100%=90%．
答：（1）電流通過電動機所做的功為4320J，
（2）電流通過電動機的線圈產(chǎn)生的熱量為3888J，
（3）該電動機的機械效率是90%．

點評 本題考查電功的計算、產(chǎn)生熱量、效率等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉化成內(nèi)能．