备战2021 中考科学 重难点练习 专题2.8 电动机 9页

专题 2.8 电动机 1.（2014 杭州中考 16）加在某电动机上的电压是 U，电动机消耗的电功率为 P，电动机线圈的电阻为 r，则 电动机线圈上消耗的电热功率为 A．P B． r U 2 C． 2 2 U rP D． 2 2 U rPP  2.（2017 杭州中考.33）如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图，开始小金先抓住 转轴合上开关，观察小灯泡的亮度，接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小 灯泡的电阻为 R，电动机线圈电阻为 r，电源电压为 U），由此请你回答： （1）在电动机未转动时，t 时间内电流在电路中产生的热量为 （填写表达式）； （2）在电动机转动时，电流所做的功 电流在电路中产生的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）； （3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释． 3.（2018·杭州 33）（6 分）小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为 1.5Ω。为测 量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路(符号 表示数值可读的变阻器)。已 知电源电压为 12V,当变阻器的阻值为 6Ω时，电压表的读数为 3V。计算此时: (1)通过电动机的电流; (2)电动机消耗的电功率。 4. (2019 年杭州拱墅区一模.33)（6 分）如图为某品牌运动果汁杯及其铭牌参数。运动果汁杯内置一个电动 机，电动机通过金属杆带动刀片旋转，将水果打成果汁。此款运动果汁杯以额定功率工作时，一次打汁时 间是 48 秒，充满电后可以打汁 20 次，20 次后指示灯闪烁提示电量不足，需要充电。则： （1）电动机正常工作时，通过线圈的电流约为 安。（保留 1 位小数，下同） （2）在打汁时，电动机线圈电阻为 0.1 欧，电动机输出的机械功率是多少？ （3）此款运动果汁杯，当电池容量低于 %时需要充电。（电池容量“5100mAh”是指当工作电流为 5100 毫安，能持续供电 1 小时）。 电动机 刀片 产品名称：运动果汁杯 产品型号：GLG-520 电池电压：7.4V 电池容量：5100mAh 额定功率：126W 容量：450mL 杯身材质：高硼硅材质 产品尺寸：φ78mm×245mm 5.(2019 年杭州上城区区一模.33)（7 分）小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，利用身边现有 的器材，设计了如图电路，测量他感兴趣的一些物理量。已知电动机的规格“6V 6W”，电源电压为 10V，闭 合电路中的开关 S，调节滑动变阻器至电动机恰好正常工作，若整个电路消耗的电能有 50%转化为机械能， 请计算： （1）滑动变阻器接人电路的电阻 R 是多少欧姆？电动机的线圈电阻 r 是多少欧姆？ （2）电动机的效率为多少（小数点后面保留一位）？ 6.(2019 年杭州下城区一模.35)（7 分）如图是小叶测量一个小电风扇的机械效率时所用的电路图。小叶调节 滑动变阻器的滑片至适当的位置，再抓住风扇叶片，使风扇的电动机不会转动，合上开关，读出电压表和 电流表的示数分别为 U1 和 I1；接着放开电风扇，让电动机转动，读出电压表和电流表的示数分别为 U2 和 I2：已知电源电压为 U 并保持不变。由此请你回答： （1）电动机转动时的功率为 。（填写表达式，下同） （2）电动机线圈的电阻为 。 （3）根据所学的知识推断 U1 和 U2 的大小关系。 7. (2018 年杭州上城区一模.33)（7 分）市场上流行着这样一款风速可调的风扇帽子（如图），深受中小学生 欢迎。小陈观察发现其实这就是一个小型电动机。己知：该电动机线圈电阻为 r，电源电压为 U，风扇以最 大转速工作时，通过的电流是 I。（1）这个电动机可以调节风速，一定还有一个元件是________； （2）风扇以最大转速工作时，电动机的机械效率是多少？ （3）按住扇叶一段时间，再放开，发现风扇没动。仔细检查发现，电动机已烧毁。小陈疑惑：转都没转怎 么就烧毁了！请帮助推导分析原因。 8. (2018 年杭州西湖区一模.33)（7 分）随着国家大力倡导共享经济，大量的共享单车和电动车出现在了马 路上。下表是一辆共享电动车的铭牌上给出的技术参数。 车型 整车质量 最大载重 电动机输出功率 额定电压 额定电流 26 寸电动车 30kg 120kg 160W 40V 5.0A 根据表中数据计算： (1)该电动车正常工作 10min，线圈产生的热量。 (2)该电动机线圈的电阻。 (3)该电动机正常工作时的效率。 9.(2018 年杭州拱墅区区一模.35)（6 分）图甲是一个豆浆机的实物图,豆浆机的中间部位是一个电动机,电动 机通过金属杆带动其下部的刀片旋转,从而将原料粉碎打浆;刀片外部是一个环状加热管(电热丝)，用来对豆 浆加热，该豆浆机的部分参数如表所示。制作豆浆的过程是加热和打浆交替进行，图乙是该豆浆机做好一 次豆浆的 P−t 图象。求： (1)加热管正常工作时电阻丝的阻值是多少? (2)在 8 ∼ 11 分钟的时间内,设豆浆质量为 1.5kg,比热恒为 4×103J/(kg ⋅ ℃)，加热管产生的热量全被豆浆吸收， 到第 11 分钟时豆浆温度恰好为 100℃，则第 8 分钟时豆浆温度为多少? (3)豆浆机在粉碎打浆时，电动机的内阻为 40Ω，则电动机输出的机械功率是多少? 10．如图甲所示电路，电动机内阻 r0=0.5Ω；电源电压 U=3V ， 内 阻 r=1Ω（电源可以等效为图乙中的理想电源和电阻的串联）；闭合开关后，通过电动机线圈的电流为 0.2A．则电动机工作 1min 时间内： （1）电流通过电动机线圈产生的热量； （2）整个电路消耗的电能； （3）电动机产生的机械能． 11.小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a）所示的电路中，已知电源电压 U=3V， 并保持不变，接通电路后，电动机没转动时，电流表读 2A；电动机正常转动，电流表读数 I=0.8A，已 知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b）所示，摩擦不计，求： （1）电动机正常转动 1min 消耗的电能 W 和线圈产生的热量 Q． （2）电动机输出的机械功率 P． （3）电动机能量转换效率η． 12．如图所示利用小型发电机给工厂中的电动机和灯泡供电，发电机的输出功率为 1KW，输电电压为 250Ｖ，发电机与工厂之间距离为为 400ｍ，发电机与工厂之间两根输电导线总电阻为 7.5Ω，其它导线 电阻忽略不计，在该电路中灯泡的实际功率为 110W，电动机线圈电阻 4Ω。试求： （1）工厂用电器两端的电压是多少？ （2）输电效率为多少？（工厂获得的电功率与发电机输出电功率的比值） 额定电压 220V 频率 50Hz 电动机输入功率 110W 加热功率 1000W （3）电动机的电功率以及输出功率（机械功率）。 13.（2019·杭州 35）(7 分)如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为 120 伏，电动机将一个质量为 50 千克的物体 1 秒内匀速上提 0.9 米,电路中的电流为 5 安培。(g 取 10 牛/千克) （1）求该电动机工作 1 秒钟所产生的电热。 （2）求电动机线圈阻值。 （3）当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏？ 14．如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变 成内能．已知线圈电阻 1.5Ω，电动机正常工作时，通过线圈电流 2A，物体质量 540g，以 10m/s 匀速 上升，不计绳的重力和一切摩擦．物体上升 20s 的过程中．求： （1）电压表读数； （2）电流通过线圈产生的热量； （3）提升物体的有用功； （4）电动机工作效率． 15．如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量 m=2kg 的无人机从地面 上静止开始竖直向上飞起，20s 末无人机离地高度 h=50m，整个运动过程中电动机提供升力 F=24N，所受空 气阻力 f 大小不变，且无人机动能增加量 △ E=25J。已知动力系统的电动机工作电压 U=25V，电流 I=3A，求： （1）无人机上升过程中受到的空气阻力 f。（g=10N/kg） （2）该电动机的线圈电阻 R。（保留 1 位小数） 16.如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量 m=50kg，电源电压 U=110V 保持不变，电动机 线圈的电阻 R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流 I=5A （g=10N/kg）。 求：（1）电源的输出功率； （2）电动机线圈电阻 R 的发热功率； （3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。 17.电源电压 U=110V 保持不变电动机的线圈的电阻 R=4 欧，不计各处摩擦，不计滑轮重力，当电动机 以某一速度向上提质量为 10kg 重物时，电路中的电流 I=5A，（g=10N/kg）求： （1）电动机线圈电阻 R 的发热功率； （2）电流的输出功率； （3）试从能量转换的守恒的角度，求重物上升的速度大小。 18.用如图甲的直流电动机来提升重为 1N 的重物，电源电压恒定不变，闭合开关后，在滑动变阻器 R 的滑片从一端滑到另一端的过程中，电压表和电流表的变化情况如图乙中图线所示。已知电流表读数 在 0.2A 以下时，电动机没有发生转动，电流表读数在 0.3A 时，重物以某一速度匀速上升，不计各种 摩擦。 求： （1）电动机的电阻； （2）电流为 0.3A 时重物上升的速度。 19.如图所示，滑轮一边吊了一个正在以 v 米/秒匀速向下运动的质量为 m 千克的砝码，另一边吊在发电 机的转轮上，整个装置绳重、摩擦不计、发电机外部连接导线电阻也忽略不计，额定电压为 U 伏特的 普通灯泡正常工作，此时灯泡中电流大小为 I 安培.问: (1)发电机正常发电时需要的机械功率为多大? (2)发电机线圈电阻为多大? (3)发电机的机械效率为多大? 20. 如图甲是一台落地电风扇，电风扇的参数见下表；乙图是电风扇的尺寸示意图，由于电风扇 的质量分布不均匀，它的重力作用点在 P 点；电风扇内部的电路图可简化为丙图，图中的代表电动机， R1、R2 是限流电阻。 （1）小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路。此开关应该安装在丙 图中的 （选填“A”、“B”或“C”）处。 （2）将电风扇调到最高档（最大风速），H 调到最大值，此时 H=120cm，它的放置状态如图乙所示， 在水平方向扇叶受到空气对它向左的作用力 F=16N，重力作用点 P 离电风扇底座中轴线横向距离 a=15cm，P 点离地面的距离 b=40cm，底座半径 r 为 17cm。当电风扇的风速达到最大时，它会翻倒吗？ 请用杠杆平衡原理计算说明。（g=10N/Kg） （3）电风扇在额定电压下工作，当旋转开关调到 2 位置时，风速档位是 （选填“低档”、“中 档”或“高档”）；此时，电动机两端的电压为 100V，求 R1 的阻值及电动机的输出功率。 21.电动自行车行驶的动力是靠蓄电池提供的,通常情况蓄电池内部也有电阻,简称电源内阻 r.某电动自 行车蓄电池的电源电压 E=46V,给自行车的电动机输送 I=6A 的电流时,测得电动机两端的电压 U=40V, 此时自行车正以 v=l0m/s 的速度在平直公路上匀速前进,其牵引力做功的功率P=200w(除电源内阻r 和电 动机内阻 r′以外,不计其它电阻) (1)求自行车前进 s=100m 的路程，蓄电池一共需要消耗多少电能? (2)求蓄电池的内阻 r 的阻值； (3)电动机工作时由于内部线圈有电阻,故电动机会发热。求电动机工作的效率和电动机内阻 r′ (4)求自行车所受的阻力 f 的大小。 22.某工地用电动起重机吊起重物，电动机额定电压 380V，不计一切摩擦．当电动起重机以 v=0.1m/s 的恒定速度提升 700kg 重物时，电路中的电流 I=2A（g 取 10N/kg）．求：（1）对重物做功的机械功率 多大？ （2）消耗的总功率多大？ （3）电动机线圈的电阻多大？ 23.（2019·金华、义乌、丽水 33）2019 年 4 月 15 日起正式实施电动自行车新国家标准，小金买了一辆按新 国标生产的电动自行车，（如图），部分参数如表所示。已知小金质量为 60 千克，假定电动自行车在水平骑 行过程中受到了阻力始终为总重的 0.08 倍。 项目 参数 最高车速（km/h） 25 整车质量（kg） 40 电动自行车最大功率（W） 400 （1）车轮上刻花纹的目的是_______________________________； （2）小金在水平地面骑行时，车轮与地面的总接触面积为 50 厘米 2，则骑行的电动自行车对地面产生的压 强为多少帕？ （3）小金在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶 10 千米过程中克服阻力做了多少功？ （4）若小金骑行过程中电动车以最大的功率输出，匀速行驶时的车速为多少？ 24.一只电动机，接在电压恒定的电源上。当被卡住不转时，测得此时电功率为 P1；正常转动时，测得电功 率为 P2。试证明：若电动机转轴处的摩擦不计，电动机正常转动时的机械效率为