Question

20．小胡有一個(gè)電腦插入式微型吸塵器，正常工作時(shí)電壓為U₁=4V，工作電流是I₁=1.0A，若把它接入電壓為U₂=0.4V的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得此時(shí)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是I₂=0.4A，求：
（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率；
（2）吸塵器的效率；
（3）如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)此時(shí)的發(fā)熱功率（設(shè)此時(shí)線圈未被燒壞）．

Answer 1

分析 （1）電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻電路，由歐姆定律可以求出電動(dòng)機(jī)線圈電阻，應(yīng)用電功率公式求出電動(dòng)機(jī)總功率、熱功率，然后求出電動(dòng)機(jī)的輸出功率．
（2）應(yīng)用效率公式求出吸塵器的效率．
（3）應(yīng)用電功率公式求出轉(zhuǎn)子被卡住時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻電路，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電動(dòng)機(jī)線圈電阻：R=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{0.4V}{0.4A}$=1Ω，
電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的總功率：P=U₁I₁=4V×1A=4W，
電動(dòng)機(jī)的熱功率：P_熱=I₁²R=（1A）²×1Ω1W，
電動(dòng)機(jī)的輸出功率：P_輸出=P-P_熱=4W-1W=3W；
（2）吸塵器的效率：
η=$\frac{{P}_{輸出}}{P}$×100%=$\frac{3W}{4W}$×100%=75%；
（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，
電動(dòng)機(jī)此時(shí)的發(fā)熱功率：P_熱′=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{{（4V）}^{2}}{1Ω}$=16W；
答：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為3W；
（2）吸塵器的效率為75%；
（3）如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)此時(shí)的發(fā)熱功率為16W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電動(dòng)機(jī)輸出功率、效率、熱功率問(wèn)題，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)是非純電阻電路，總功率與熱功率之差是電動(dòng)機(jī)的輸出功率，應(yīng)用電功率公式即可正確解題．