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- 2021-05-10 发布
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电功率----电动机
一.选择题(共1小题)
1.(2014•杭州)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.
C.
D.
P﹣
二.填空题(共5小题)
2.一直流电动机的线圈电阻是4.4欧,当它接在220伏的电压下工作时,通过线圈的电流是5 安,这时电动机消耗的电功率是 _________ 瓦,线圈发热损失的功率是 _________ .
3.(2009•兰州)一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为2Ω,那么它的电功率是 _________ W,这台电动机1min内产生的热量是 _________ J,这台电动机的效率是 _________ .(最后一空保留三位有效数字)
4.电动自行车是一种绿色环保型助力车,电动车的电源是电压36V的铅蓄电池,电动机线圈的电阻是1Ω,工作时,通过电动机的电流是5A,那么电动车工作时电机消耗的电功率为 _________ W,1min产生的热量是 _________ J.
5.如图所示,一台直流电动机所加电压为110V,通过的电流为5A.该电动机在10s内把一个质量为50kg的物体匀速提高了9m,则电动机的电功率为 _________ ,电动机线圈的电阻为 _________ (不计摩擦),g取10N/kg.
6.某小电扇电动机正常工作电压为6V,工作电流为0.5A,在一次使用时由于扇页阻力过大而卡壳停止转动,此时电流迅速升高到3A,该电动机正常工作时电功率为 _________ W,线圈电阻为 _________ Ω,机械功率为 _________ W,工作效率为 _________ .
三.解答题(共3小题)
7.一台直流电动机,额定电压是24V,电功率是120W,内部线圈的电阻是0.5Ω.如果这台电动机正常工作5min,求:
(1)电流做了多少J的功;
(2)产生多少J的热量;
(3)有多少J的电能转化为机械能.
8.一台电动机,电阻为10欧姆,接在照明电路中使用,通过的电流为5安培,该电动机消耗电功率是多少?它的发热功率是多少?转变为机械能的功率是多少?电动机的效率是多大?此电动机匀速提起重物,若物体重8500牛顿,则物体上升速度是多大?
9.(2010•巴南区二模)如图所示,是汽车启动装置的原理图.在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为60A,若电源电压恒为12V.求:(电流表内阻不计)
(1)车灯灯丝的电阻;
(2)电动机启动时,电动机消耗的电功率.
1.一台电动机的额定电压是220V,额定电流是5A,导线绕组的电阻是6Ω.
(1)它的额定输入功率是多少?(2)工作时因导线发热损失的功率是多少?(3)它的最大输出功率是多少?
2.物理实验室有一个微型电动机,铭牌上标有“12V3W”的字样。兴趣小组的同学想让这个电动机正常工作,但手边只有一个电压恒为18V的电源,于是他们找来一个阻值合适的电阻R与之串联后接入电路(如图所示),使小电动机刚好正常工作。求:(1)小电动机正常工作时的电流;(2)整个电路在1分钟的时间内消耗的总电能;(3)小电动机正常工作时,电阻R消耗的电功率。
3、小华准备参加玩具赛车比赛,他运用图5所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其不转动,闭合开关后读出电流表的读数为2A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为0.6A.则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为
A.91% B.70% C.30% D.9%
4、 (09兰州)一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为2Ω,那么它的电功率是 w,这台电动机1min内产生的热量是 J,这台电动机的效率是
5、 (09莆田)使用太阳能汽车是开发新能源的途径之一。有一款太阳能汽车,太阳光照射到该车电池板上的总功率为8×103W时,电池产生的电压是120V,该电压对车上电动机提供的电流是10A。问:
(1)此时电动机每分钟消耗的电能是多少焦耳?
(2)电动机线圈的电阻为4Ω,这种情况下,太阳能汽车将太阳能转化为电动机机械能的效率多大?(机械摩擦忽略不计)
一.选择题(共7小题)
1.电动机正常工作时( )
A. 电能全部转化为内能
B. 电能全部转化为机械能
C. 电能主要转化为机械能,只有一小部分转化为内能
D. 电功率大于机械功率和热功率之和
2.关于运行中的电动机和点亮的白炽灯,以下说法中正确的是( )
A. 电动机和白炽灯的电功率均大于热功率
B. 电动机和白炽灯的电功率均等于热功率
C. 电动机的电功率大于热功率,而白炽灯的电功率则等于热功率
D. 电动机的电功率等于热功率,而白炽灯的电功率则大于热功率
3.摩托车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图,在打开车灯、电动机未启动时电流表读数为5A,电动机启动时电流表读数为15A,若电源电动势12V,内阻0.4Ω,电流表内阻不计,则因电动机启动导致车灯的电功率降低了( )
A.
30 W
B.
32 W
C.
20 W
D.
18 W
4.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同,设通过它们的电流相同,此时电动机正常运转,则在相同的时间内( )
A. 电炉和电动机产生的电热相等
B. 电动机消耗的电功率大于电炉消耗的电功率
C. 电动机消耗的电功率等于电炉消耗的电功率
D. 电炉和电动机两端电压相等
5.直流电动机M接在如图所示的电路中,理想电压表的示数是20V,理想电流表的示数是1.0A,限流电阻R=5.0Ω,则可知( )
A. 电动机的机械功率是20W B. 电阻R消耗的电功率是5W
C. 电动机线圈的电阻是20Ω D. 电动机产生的电热功率是20W
6.若测得电动机线圈而不转时的电阻为r,现在该电动机上加一电压U,电动机输入的电功率为P,则电动机线圈上消耗的电热功率为( )
A.
P
B.
C.
D.
P﹣
7.加在某台电动机上的电压是U,电动机消耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机的机械功率为( )
A.
P
B.
C.
D.
P﹣
二.填空题(共10小题)
8.一台电动机,电阻为10Ω,接在220V电路使用,通过的电流为2A,则该电动机的电功率是 _________ W,2秒钟内产生的热量是 _________ J,输出机械功率是 _________ W.
9.如图所示,是一提升重物用的直流电动机工作的电路图,电动机的 内阻为0.6Ω,R=10Ω.直流电压U=160V,电压表示数为110V,则通过电动机的电流 _________ A,输入电动机的电功率为 _________ W.
10.有一电风扇上标有“220V55W”,若风扇的电动机线圈电阻为8Ω,当它正常工作时,电源供给的电功率是 _________ W,转化为风的电功率是 _________ W,电动机的发热功率是 _________ W.
11.一台直流电动机,额定电压为100V,内部线圈电阻为1Ω.正常工作时,通过它的电流为5A.电动机正常工作时消耗的电功率是 _________ W,内部线圈电阻发热的功率是 _________ W.
12.如图,是一提升重物用的直流电动机工作的电路图,电动机的内阻为0.6Ω,R=10Ω.直流电压U=160V,电压表示数为110V,则通过电动机的电流 _________ A,输入电动机的电功率为 _________ W,电动机工作1小时所产生的热量 _________ J.
13.如图方框内为某台电风扇的铭牌,如果已知该电扇在额定电压下工作时,转化的机械功率等于电动机消耗的电功率的95%,则在额定电压下工作时,通过电机的电流I= _________ A,电动机线圈的电阻R= _________ Ω.
14.在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V,6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω.若灯泡恰能正常发光,则电动机的输入电压是 _________ V,整个电路消耗的电功率是 _________ W,电动机的效率是 _________ .
15.一微型吸尘器直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V时,电流为0.3A;松开转轴,在线圈两端加电压为5V时,电流为1A,电机正常工作.求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的效率是多少?
16.一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V的电压后正常运转,此时它消耗的电功率是66W,那么通过电动机的电流是 _________ A,电动机输出功率为 _________ W,如接上电源后,扇叶被卡住不能转动,电动机消耗的发热功率为 _________ W.
17.一微型吸尘器的直流电动机加0.3V电压时,通过电动机的电流为0.3A,电动机不转,加2V电压时,电动机正常运转,通过电动机的电流为0.8A,此时电动机消耗的电功率为 _________ ,电动机输出的机械功率为 _________ (电动机机械损耗不计)
三.解答题(共12小题)
18.电动机的线圈电阻r=1Ω,加在电动机上的电压U=2V,电流为0.8A,电动机正常工作,求输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?
19.一台电阻为2Ω的电动机,接在110V电路中工作时,通过电动机的电流强度为10A,求这台电动机消耗的电功率,发热功率,电动机的效率.
20.如图所示,电动机M的内阻是0.6Ω,R=10Ω,直流电压U=160V,电压表示数 110V,求:
(1)通过电动机的电流多大?
(2)电动机消耗的电功率为多少?
(3)电动机工作1h所产生的热量为多少?
21.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.05Ω,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了多少?
22.某吸尘器中的电动机线圈电阻为1Ω,接在220V的直流电压下,工作电流为1A,则吸尘器消耗的电功率为多少?发热损耗的功率为多少?转化为机械能的功率为多少?
23.一台直流电动机所加电压为110V,通过的电流为5A,该电动机在10s内把一个质量为50Kg的物体匀速提高了9m,求电动机的电功率和电动机线圈的电阻(不计摩擦)
24.一台海尔洗衣机,接在22O伏的电源上,正常洗涤时消耗的电功率是200W,若电动机内阻为12.1Ω,则:
(1)正常洗涤时通过电动机的电流是多少;
(2)此时转化为机械能的功率是多少?
25.有一台电动机,其两端的电压为380V,通过它的电流为10A,电动机刚好能提1000N的物体以3m/s的速度匀速上升,不考虑其它机械损失,试求:
(1)电动机的电功率
(2)电动机线圈的电阻.
26.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,当加在它两端的电压为0.3V时,电流为0.3A,此时电动机不转动;当加在它两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,且它能够正常工作,试分析当电动机正常工作时消耗的电功率及输出的机械功率.
27.如图所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻RM=0.6Ω,R=10Ω,U=160V,电压表的读数为110V.则:
(1)通过电动机的电流是多少?
(2)输入到电动机的电功率是多少?
(3)电动机工作1h所产生的热量是多少?
28.一台直流电动机线圈电阻r=1Ω,与一阻值R=10Ω的电阻串联,当所加电压U=150V,电动机正常工作时理想电压表示数为100V,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机消耗的电功率;
(3)电动机输出的机械功率.
29.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V 12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω.若灯泡恰能正常发光
(1)电动机的输入功率为多少?
(2)电动机的输出功率为多少?
(3)整个电路消耗的电功率为多少?
电功率----电动机
参考答案与试题解析
一.选择题(共1小题)
1.(2014•杭州)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.
C.
D.
P﹣
考点:
电功率的计算.菁优网版权所有
专题:
电能和电功率.
分析:
电动机消耗的电功率为P=UI,发热功率P热=I2r.
解答:
解:电动机消耗 的电功率为P,加在电动机上的电压是U,故电流为:I=;
发热功率:P热=I2r=;
故选:C.
点评:
对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路,可从从能量转化的角度理解:电能全部转化内能时,是纯电阻电路;电能转化为内能和其他能时,是非纯电阻电路.
二.填空题(共5小题)
2.一直流电动机的线圈电阻是4.4欧,当它接在220伏的电压下工作时,通过线圈的电流是5 安,这时电动机消耗的电功率是 1100 瓦,线圈发热损失的功率是 110W .
考点:
电功率的计算;焦耳定律的计算公式及其应用.菁优网版权所有
专题:
计算题.
分析:
已知工作电压和电路中的电流,可利用公式P=UI求出电动机消耗的电功率;根据P=I2R求出线圈发热损失的功率.
解答:
解:电动机消耗的电功率:
P=UI=220V×5A=1100W;
线圈发热损失的功率:
P=I2R=(5A)2×4.4Ω=110W.
故答案为:1100;110W.
点评:
本题考查电功率公式及其变形的灵活运用,关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能.
3.(2009•兰州)一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为2Ω,那么它的电功率是 2200 W,这台电动机1min内产生的热量是 1.2×104 J,这台电动机的效率是 90.9% .(最后一空保留三位有效数字)
考点:
电功率的计算;物理量的单位及单位换算;能量利用效率;焦耳定律.菁优网版权所有
专题:
计算题;应用题;压轴题.
分析:
已知电动机两端的电压和通过的电流,根据公式P=UI可求电动机的电功率,
已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间,根据公式Q=I2Rt可求这台电动机1min内产生的热量.
先根据公式P=I2R计算线圈消耗的功率,总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率,输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率.
解答:
解:电动机的电功率P总=UI=220V×10A=2200W,
这台电动机1min内产生的热量Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×60s=1.2×104J.
线圈消耗的功率P圈=I2R=(10A)2×2Ω=200W,输出功率P出=P总﹣P圈=2200W﹣200W=2000W,
这台电动机的效率是η===90.9%.
故答案为:2200;1.2×104;90.9%.
点评:
本题考查电功率、产生热量、输出功率、效率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能,解题过程中还要注意单位的换算.
4.电动自行车是一种绿色环保型助力车,电动车的电源是电压36V的铅蓄电池,电动机线圈的电阻是1Ω,工作时,通过电动机的电流是5A,那么电动车工作时电机消耗的电功率为 180 W,1min产生的热量是 1500 J.
考点:
焦耳定律的计算公式及其应用;电功率的计算.菁优网版权所有
专题:
计算题.
分析:
根据电功率公式P=UI就会算出电机消耗的功率;由焦耳定律Q=I2Rt可以求出产生的热量.
解答:
解:根据题意:(1)电动车工作时电机消耗的电功率P=UI=36V×5A=180W;
(2)1min产生的热量Q=I2Rt=(5A)2×1Ω×60s=1500J;
故答案为 180,1500.
点评:
此题涉及的知识点较多,电功的计算,热量的计算,需要注意的是,对于非纯电阻,电动机消耗的电能并不全部转化为机械能,在选择公式的时候应注意.
5.如图所示,一台直流电动机所加电压为110V,通过的电流为5A.该电动机在10s内把一个质量为50kg的物体匀速提高了9m,则电动机的电功率为 81.8% ,电动机线圈的电阻为 4Ω (不计摩擦),g取10N/kg.
考点:
电功率的计算;欧姆定律的应用;焦耳定律的计算公式及其应用.菁优网版权所有
专题:
计算题;欧姆定律;电能和电功率.
分析:
(1)根据W=UIt求出10s内电动机消耗的电能,根据W=Gh求出10s内电动机克服物体重力做的有用功,利用效率公式求出电动机的效率;
(2)使用电动机时电流做的功大部分转化为机械能,一小部分通过线圈发热损失掉,根据W=I2Rt求出电动机的线圈的电阻.
解答:
解:(1)电动机10s内消耗的电能:
W总=UIt=110V×5A×10s=5500J,
10s内电动机克服物体重力做的有用功为:
W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×9m=4500J,
电动机的效率为:
η=×100%=×100%≈81.8%;
(2)10s内电动机的线圈消耗的能量为:
Q=W=W总﹣W有用=5500J﹣4500J=1000J,
∵Q=I2Rt,
∴电动机的线圈的电阻为:
R===4Ω.
故答案为:81.8%;4Ω.
点评:
知道电动机工作时,消耗的电能转化为其它形式的能(一是机械能,二是内能)是解本题的关键.
6.某小电扇电动机正常工作电压为6V,工作电流为0.5A,在一次使用时由于扇页阻力过大而卡壳停止转动,此时电流迅速升高到3A,该电动机正常工作时电功率为 3 W,线圈电阻为 2 Ω,机械功率为 2.5 W,工作效率为 83.3% .
考点:
电功率的计算;欧姆定律的变形公式.菁优网版权所有
专题:
计算题;欧姆定律;电能和电功率.
分析:
必须知道在计算电功率的公式中,总功率用P=IU来计算,发热的功率用P=I2
R来计算,如果是计算纯电阻的功率,这两个公式的计算结果是一样的,但对于电动机(非纯电阻),第一个计算的是总功率,第二个只是计算发热的功率,这两个的计算结果是不一样的.
当电机不转时,电动机相当于纯电阻,利用欧姆定律计算阻值即可.
工作效率利用η=求出.
解答:
解:当电动机正常工作时,电机的总功率为P总=UI=6V×0.5A=3W,
当电机不转时,电动机相当于纯电阻,所以电阻r==Ω=2Ω,
当电动机正常工作时,电动机的发热的功率为P热=I2r=(0.5A)2×2Ω=0.5W,
所以电动机输出的机械功率是P有用=P总﹣P热=3W﹣0.5W=2.5W,
所以工作效率为η=
×100%=×100%≈83.3%.
故答案为:3;2;2.5;83.3%.
点评:
本题考查对于电动机(非纯电阻)的电功率的计算,一定要分析清楚是不是纯电阻电路,对于非纯电阻电路,总功率和发热功率的计算公式是不一样的.
三.解答题(共3小题)
7.一台直流电动机,额定电压是24V,电功率是120W,内部线圈的电阻是0.5Ω.如果这台电动机正常工作5min,求:
(1)电流做了多少J的功;
(2)产生多少J的热量;
(3)有多少J的电能转化为机械能.
考点:
电功的实质;电功的计算;电热.菁优网版权所有
专题:
计算题.
分析:
电流做功由W=Pt计算,产生的热量用Q=I2Rt计算,转化为的机械能等于电流的总功减去发热的能量.
解答:
解:电流做功W=Pt=120W×300s=3.6×104J
电流大小I===5A
产生的热量Q=I2Rt=(5A)2×0.5Ω×300s=3750J
机械能W′=W﹣Q=3.6×104J﹣3750J=32250J.
答:电流做的功为3.6×104J,产生的热量为3750J,转化为的机械能为32250J.
点评:
本题考查了电动机中的转化的能量的计算.在电动机工作时,电能转化为了机械能和内能,内能大小可由Q=I2Rt计算,其中电流I应用I=计算,而不能用欧姆定律计算,因为这不是纯电阻电路.
8.一台电动机,电阻为10欧姆,接在照明电路中使用,通过的电流为5安培,该电动机消耗电功率是多少?它的发热功率是多少?转变为机械能的功率是多少?电动机的效率是多大?此电动机匀速提起重物,若物体重8500牛顿,则物体上升速度是多大?
考点:
电功率的计算;功率计算公式的应用.菁优网版权所有
专题:
计算题;应用题.
分析:
(1)照明电路的电压是220V,已知流过电机的电流,由P=UI可求出电动机消耗的电功率;
(2)已知电动机电阻,由P=I2R可求出电动机的发热功率;
(3)电动机消耗的总功率与发热功率之差是电动机的机械功率;
(4)已知总功率与机械功率,由效率公式可求出电动机的机械效率;
(5)由功率公式P=Fv可求出物体上升的速度.
解答:
解:(1)照明电路的电压U=220V,电动机消耗的电功率P=UI=220V×5A=1100W;
(2)电动机的发热功率P热=I2R=(5A)2×10Ω=250W;
(3)电动机的机械功率P机=P﹣P热=1100W﹣250W=850W;
(4)电动机的效率η=×100%=×100%≈77.3%;
(5)重物受重力G与拉力F作用而被匀速提起,重物处于平衡状态,
由平衡条件得:F=G=8500N,则物体上升的速度v===0.1m/s.
答:(1)电动机消耗的电功率是1100W;(2)电动机的热功率是250W;
(3)电动机的机械功率是850W;(4)电动机的效率是77.3%;
(5)物体上升的速度是0.1m/s.
点评:
本题考查了功率公式的应用,是一道基础题;解题时应知道隐含条件:照明电路电压是220V.
9.(2010•巴南区二模)如图所示,是汽车启动装置的原理图.在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为60A,若电源电压恒为12V.求:(电流表内阻不计)
(1)车灯灯丝的电阻;
(2)电动机启动时,电动机消耗的电功率.
考点:
欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电功率的计算.菁优网版权所有
专题:
计算题;应用题.
分析:
(1)当打开车灯、电动机未启动时,电路为灯泡的简单电路,根据欧姆定律求出车灯灯丝的电阻;
(2)打开车灯、电动机启动时,灯泡与电动机并联,根据并联电路独立工作、互不影响可知通过灯泡的电流不变,根据并联电路的电流特点求出通过电动机的电流,根据P=UI求出电动机消耗的电功率.
解答:
解:(1)当打开车灯、电动机未启动时,电路为灯泡的简单电路,
车灯灯丝的电阻:RL===1.2Ω;
(2)打开车灯、电动机启动时,灯泡与电动机并联,
∵并联电路独立工作、互不影响,
∴通过灯泡的电流不变,即IL=10A,
通过电动机的电流:
IM=I﹣IL=60A﹣10A=50A,
电动机的功率:
PM=UIM=12V×50A=600W.
答:(1)车灯灯丝的电阻为1.2Ω;
(2)电动机启动时,电动机消耗的电功率为600W.
点评:
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用,关键是知道电动机启动时是与灯泡并联的.