Question

18．某次實驗中把直流電動機接在5V的穩壓電源上，閉合開關后，電動機不轉動，這時與它串聯的電流表的示數為2.5A．經檢查發現，轉軸上齒輪被卡住了．故障排除后，電動機正常轉動，電流表示數為1A．則電動機輸出的機械功率是3W，工作效率是60%．

Answer 1

分析 電動機不轉動時為純電阻用電器，根據歐姆定律求出電動機的內阻；電動機正常轉動時是非純電阻用電器，根據P=UI求出電動機消耗的電功率，根據P=I2R求出電動機的熱功率，電動機消耗的電功率減去熱功率即為電動機輸出的機械功率，輸出的機械功率和電動機消耗電能的功率之比為工作效率．

解答 解：（1）電動機被卡住時為純電阻用電器，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電動機的線圈電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{5V}{2.5A}$=2Ω；
（2）電動機轉動時，電動機消耗的電功率：
P=UI=5V×1A=5W，
電動機線圈的發熱功率：
P_熱=I²R=（1A）²×2Ω=2W，
電動機的機械功率：
P_機=P-P_熱=5W-2W=3W，
工作效率：
η=$\frac{{P}_{機}}{P}$×100%=$\frac{3W}{5W}$×100%=60%．
故答案為：3；60%．

點評 本題考查了歐姆定律和電功率公式的應用，知道電動機不轉時電路是純電阻電路、正常工作時為非純電阻用電器是解題的關鍵．