高二物理题-含电动机电路分析(共5页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上1一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A。在30 s内可使该物体被匀速提升3 m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻。解析：(1)电动机的输入功率P入UI0.2×3 W0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P机Fv(4×3/30) W0.4 W.根据能量关系P入P机PQ，得生热的功率PQP入P机(0.60.4)W0.2 W.所生热量QPQt0.2×30 J6 J.(3)根据焦

2、耳定律QI2Rt，得线圈电阻R5 .2、如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=l，当接入固定电阻R=4时，电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻RD=0.5的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求：(1)电路中的电流大小；(2)电动机的额定电压； (3)电动机的输出功率 19（12分）灯泡L正常发光，电路中的电流为 由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为UD=EI(r+R)UL=202×（14）37V 电动机的总功率为P总IUD2×714W 电动机的热功率为P热I2RD22×0.52W所以电动机的输出功率为P出P总P热14212W3如图所示，A为电解槽

3、，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U12 V，电解槽内阻rA2 ，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表A示数为6 A；当S2闭合、S1、S3断开时，A示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合、S1、S2断开时，A示数为4 A求： (1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？【解析】(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律I得R2 ，其发热功率为PRUI112×6 W72 W.(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得UI2IrMP输出，所以rM1 .(3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：P化UI3IrA所

4、以P化(12×442×2) W16 W.【答案】(1)2 72 W(2)1 (3)16 W4利用电动机通过如图所示的电路提升重物， 已知电源电动势E6 V，电源内阻r1 ，电阻R3 ，重物质量m0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g取10 m/s2)解析：设电动机内阻为r当将重物固定时I1 ARr5 ，r2 当重物不固定时I0.5 AP出UI2.75 W，PRPrI2(Rr)1.25 W所以重物的功率PP出PRPrmgv，解得v1.5 m/

5、s答案：1.5 m/s5(10分)在图228所示电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 .D为直流电动机，其电枢线圈电阻R2 ，限流电阻R3 .当电动机正常工作时，电压表示数为0.3 V求：(1)通过电动机的电流是多大？(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少？解析：(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R的电流相同，由I得：I A 0.1 A.(2)由EIrUUD可得电动机两端电压UDEIrU6 V0.1×1 V0.3 V5.6 V所以电动机输入的电功率P入UDI0.56 W.电动机的发热功率P热I2R0.02 W.电动机的输出功率P出P入P热0.54 W.答

6、案：(1)0.1 A(2)0.56 W0.02 W0.54 W6如图所示电路，电炉电阻R119 ，电动机电阻R20.5 ，电源内阻r1 .当开关S断开时，电炉消耗的电功率为475 W，S接通、电动机正常运转后，电炉消耗的电功率为304 W求电动机转化为机械能的功率解析：S断开时外电路为纯电阻电路，电路中电流I A5 A，由此可解得电源电动势EI(R1r)5×(191) V100 V.S接通后外电路有两个支路，除纯电阻负载R1支路外，另一支路负载为电动机，R1支路中的电流I1A4 A.路端电压UI1R14×19 V76 V.由I A24 A可知，电动机支路的电流I2(244)

7、 A20 A.电动机输入的电功率P2I2U20×76 W1 520 W；电动机中的热功率P耗IR2202×0.5 W200 W；因此电动机转化为机械能的功率P机I2UIR21 320 W.答案：1 320 W7. 如右图所示，电源的电动势是 6 V，内电阻是 0.5 ，小电动机M的线圈电阻为0.5 ，限流电阻R0为3 ，若电压表的示数为3 V，试求：(1)电源的功率和电源的输出功率；(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率【解析】(1)由题意和部分电路欧姆定律可知I A1 A.电源的功率 P电EI6×1 W6 W电源的输出功率P出P电I2r6 W0.5 W5.

8、5 W.(2)电动机消耗的功率PMIUMI(EIrUR0)2.5 W电动机输出的机械功率P机PMI2r2.5 W0.5 W2 W.【答案】(1)6 W5.5 W(2)2.5 W2 W8如下图所示，电源电动势为12 V，内电阻为r1 ，R11 ，R26 ，电动机线圈电阻为0.5 ，若开关闭合后通过电源的电流为3 A，则R1上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？解析：R1上消耗的功率P1I2R19×1 W9 W电动机两端的电压UEI(R1r)12 V3×(11) V6 V通过R2的电流为I1 A1 A通过电动机的电流为I2II12 A故电动机消耗的电功率为P2I2U2

9、×6 W12 W.答案：9 W12 W9规格为“220 V,36 W”的排气扇，线圈电阻为40 ，求：(1)接上220 V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率12解析：(1)排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为I A0.16 A ，发热功率为P热I2R(0.16)2×40 W1 W.转化为机械能的功率为P机PP热36 W1 W35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻用电器，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I A5.5 A，电动机消耗的功率即电功率等于发热功率

10、P电P热UI220×5.5 W1 210 W.答案：(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W10如图所示，已知电源电动势E20 V，内阻r1 ，当接入固定电阻R4 时，电路中标有“3 V,6 W”的灯泡L和内阻RD0.5 的小型直流电动机D都恰能正常工作试求：(1)电路中的电流大小；(2)电动机的额定电压；(3)电动机的输出功率解析：(1)灯泡L正常发光，电路中的电流为IPL/UL A2 A.(2)由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为UDEI(rR)UL20 V2×(14) V3 V7 V.(3)电动机的总功率为P总IUD2×7 W14 W电

11、动机的热功率为P热I2RD22×0.5 W2 W所以电动机的输出功率为P出P总P热14 W2 W12 W.答案：(1)2 A(2)7 V(3)12 W11如图所示，电源电动势为E30 V，内阻为r1 ，电灯上标有“6 V，12 W”字样，直流电动机线圈电阻R2 .若电灯恰能正常发光，求电动机输出的机械功率 解析：由电灯恰能正常发光知：I A2 A.则电动机两端电压UEIrU灯22 V.所以电动机的输出功率PUII2R36 W.答案：36 W 12如图所示，电源的电动势E110 V，电阻R121 ，电动机的电阻R00.5 ，开关S1始终闭合。当开关S2断开时，电阻R1的电功率是525

12、W；当开关S2闭合时，电阻R1的电功率是336 W，求：(1)电源的内电阻；(2)当开关S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。9答案：(1)1 (2)26 A1 606 W解析：(1)电键S1闭合，R1的电功率525 W，U1105 V。，则r 1 。(2)电键S2闭合时，336 W，U184 V。流过电源电流I A26 A。通过电动机的电流IMIIR1(26)A22 A电动机的输入功率P入U1IM84×22 W1 848 W电动机的输出功率P出P入IR01 848 W222×0.5 W1 606 W。14(16分)某一直流电动机提升重物的装置如图7所示，重物的质量 m50 kg，电源提供的电压U110 V，不计一切摩擦当电动机以v0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I5.0 A，(1)由此可知电动机线圈的电阻R是多少？