Question

3．小昕準備參加玩具賽車比賽，他運用如圖所示的電路來挑選一只能量轉換效率較高的電動機．設電池的電壓3V恒定不變，他先用手捏住電動機的轉軸，使其不轉動，閉合開關后讀出電流表的讀數(shù)為3A；然后放手，當電動機正常轉動時，又讀出電流表的讀數(shù)為0.5A．求：
（1）電動機線圈的電阻；
（2）該玩具電動機正常轉動時的效率為83.3%．

Answer 1

分析 （1）用手捏住電動機的轉軸不轉時，電動機為純電阻用電器，根據(jù)歐姆定律求出電動機線圈的電阻；
（2）當電動機正常轉動時為非純電阻用電器，根據(jù)P=UI求出電動機的電功率，根據(jù)P=I²R求出電動機線圈電阻的發(fā)熱功率，兩者的差值即為輸出的機械功率，輸出的機械功率和消耗電能功率的比值即為電動機正常轉動時的效率．

解答 解：（1）用手捏住電動機的轉軸不轉時，電動機為純電阻用電器，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電動機線圈的電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{3A}$=1Ω；
（2）當電動機正常轉動時，消耗電能的電功率：
P_M=UI₂=3V×0.5A=1.5W，
電動機線圈的熱功率：
P_熱=I₂²R=（0.5A）²×1Ω=0.25W，
輸出機械功的功率：
P_機械=P_M-P_熱=1.5W-0.25W=1.25W，
該玩具電動機正常轉動時將電能轉化為機械能的效率：
η=$\frac{{P}_{機械}}{{P}_{M}}$×100%=$\frac{1.25W}{1.5W}$×100%≈83.3%．
故答案為：（1）電動機線圈的電阻為1Ω；
（2）83.3%．

點評 本題考查了電功率和熱功率以及電能轉化為機械能效率的計算，要注意電動機不轉動時為純電阻用電器、電動機正常轉動時為非純電阻用電器．