Question

2．在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，應(yīng)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)調(diào)節(jié)變阻器R使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表測(cè)得的數(shù)據(jù)是0.5A和2.0V，重新調(diào)節(jié)R使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的讀數(shù)分別是2.0A，24.0V，求：
（1）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少？
（2）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？

Answer 1

分析 讓電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其電路是純電阻電路，由歐姆定律求出電阻．電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)輸入的電功率和熱功率之差求出輸出功率．由焦耳定律求解熱功率．根據(jù)效率公式可求得電動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其電路是純電阻電路，由歐姆定律得，
電動(dòng)機(jī)的電阻為R_線=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{2}{0.5}$=4Ω；
（2）電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輸入的電功率為
P_電=U₂I₂=48W，
發(fā)熱功率P_熱=I₂²R=2²×4W=16W，
所以輸出功率為P_出=P_電-P_熱=48-16=32W．
電動(dòng)機(jī)的效率η=$\frac{P出}{P總}(cāng)$=$\frac{32}{48}$×100%=66.7%．
答：（1）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻4Ω；
（2）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率32W．電機(jī)的效率為66.7%．

點(diǎn)評(píng) 電動(dòng)機(jī)電路停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其電路純電阻電路，歐姆定律成立．電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律求解輸出功率．