Question

14．一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，線圈電阻為1Ω，接在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為12V，干路中的電流為0.5A．求
（1）這個(gè)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘消耗的電能為多少J？
（2）產(chǎn)生熱量多少J？
（3）有多少J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？
（4）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和干路電流以及工作時(shí)間，根據(jù)W=UIt求出消耗的電能；
（2）根據(jù)Q=I²Rt求出線圈產(chǎn)生的熱量；
（3）消耗的電能減去此時(shí)的熱量即為電能轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能；
（4）獲得的機(jī)械性能與消耗電能的比值即為電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

解答 解：（1）這個(gè)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘消耗的電能：
W_電=UIt=12V×0.5A×10×60s=3600J；
（2）產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（0.5A）²×1Ω×10×60s=150J；
（3）電能轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能：
W_機(jī)械=W_電-Q=3600J-150J=3450J；
（4）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{{W}_{機(jī)械}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{3450J}{3600J}$×100%≈95.8%．
答：（1）這個(gè)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘消耗的電能為3600J；
（2）產(chǎn)生熱量為150J；
（3）有3450J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（4）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是95.8%．

點(diǎn)評(píng) 在做本題時(shí)很多同學(xué)往往直接應(yīng)用歐姆定律而導(dǎo)致錯(cuò)誤，對(duì)于非純電阻電路一定要注意歐姆定律是不適用的，但焦耳定律仍然可以，只不過求出的只是電機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱的那一部分．