电动机练习题
1. 某一用直流电动机提升重物的装置,重物的质量m=50 kg,电源电压为120 V.当电动机以v=0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I =5 A.(g取10 m/s2)求:
(1)电动机线圈的电阻R等于多少?
(2)若因故障电动机不能转动,这时通过电动机线圈的电流多大?电动机消耗的电功率又为多大?
[解析] (1)电动机消耗的总功率P总=UI,
电动机的输出功率等于机械功率P机=Fv=mgv,
电动机的发热功率P热=I2R,
而电动机消耗的总功率、热功率和输出功率之间的关系为P总=P热+P机,
所以P热=P总-P机,则R=UI-mgv
I2
=6 Ω.
(2)电动机不转动时相当于一纯电阻,由欧姆定律得
I′=U
R
=20 A,
所以,此时电动机消耗的电功率等于发热功率
P=I′2R=2 400 W.
2.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻.
[解析] 当电流表和电压表的示数为0.5 A和1.0 V时电动机停止工作,
电路中只有电动机的内阻消耗电能,其阻值r=U
1
I
1
=
1.0 V
0.5 A
=2.0 Ω.当电动机
正常工作时,电流表、电压表示数分别为2.0 A和15.0 V,则电动机的总功率P
总
=U2I2=15.0×2.0 W=30.0 W,线圈电阻的热功率P热=I22r=2.02×2 W=8.0 W,所以P输出=P总-P热=30.0 W-8.0 W=22.0 W.
3.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,为1 Ω,当加在它两端的电压为2.0 V时,电流为0.8 A,且能正常工作,求:
(1)它的额定输入功率多大?
(2)工作时由导线发热损失的功率多大?
(3)它的最大输出功率多大?
[解析] (1)电动机的额定输入功率为:
P额=UI=2.0×0.8 W=1.6 W.
(2)电动机的发热功率为:
P热=I2R=(0.8)2×1 W=0.64 W.
(3)根据能量的转化与守恒,电动机的最大输出功率为: