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＝50kg，电源电压为120V．当电动机以v＝0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5A．(g取10m/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－mgvI2＝6Ω.(2)电动机不转动时相当于一纯电阻，由欧姆定律得I′＝UR＝20A，所以，此时电动机消耗的电功率等于发热功率P＝I′2R＝2400W.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0.5A和1.0V；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2.0A和15.0V．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0.5A和1.0V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＝U1I1＝1.0V0.5A＝2.0Ω.当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0A和15.0V，则电动机的总功率P总＝U2I2＝15.0×2.0W＝30.0W，线圈电阻的热功率P热＝I22r＝2.02×2W＝8.0W，所以P输出＝P总－P热＝30.0W－8.0W＝22.0W.3.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1Ω，当加在它两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，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＝2.0×0.8W＝1.6W.(2)电动机的发热功率为：P热＝I2R＝(0.8)2×1W＝0.64W.(3)根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为：P出＝P额－P热＝0.96W.[答案](1)1.6W(2)0.64W(3)0.96W4.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r＝0.8Ω，电路中另一电阻R＝10Ω，直流电压U＝160V，电压表示数Uv＝110V．试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v＝1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10m/s2)[解析](1)电阻R两端的电压UR＝U－Uv＝160V－110V＝50V电阻R中的电流I＝URR＝5010A＝5A，通过电动机的电流也为5A.(2)输入电动机的电功率P＝IUv＝5×110V＝550W.(3)电动机输出的功率用来提升重物，P－I2r＝mgv解得，m＝53kg.[答案](1)5A(2)550W(3)53kg5.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表.规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26″电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定转速240r/min最大载重120kg额定电压40V续行里程大于40km额定电流4A(1)此车的电动机在额定电压下正常工作时，消耗的电功率是多大？(2)此电动机的内阻是多少？电动机正常工作时的效率(输出功率与输入功率之比)是多少？(3)总质量70kg(包括人及所带物品)的人骑此车沿平直公路行驶，若行驶过程中所受的阻力为车和人总重的0.02倍，且只靠电动机提供动力，g取10m/s2.求此人骑车行驶的最大速度．[解析](1)P入＝UI＝160W.(2)由能量守恒定律有P入＝P热＋P出即UI＝I2r＋120，解得r＝2.5Ω，正常工作效率η＝P出P入×100%＝75%.(3)阻力Ff＝0.02(m人＋m车)g＝20N，P出＝F牵v，达到最大速度时有F牵＝Ff，代入数据解得v＝6m/s.[答案](1)160W(2)2.5Ω75%(3)6m/s