Question

12．有一個小直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1A．求：
（1）電動機線圈的內阻；
（2）電動機正常工作時的輸出功率和效率；
（3）如在正常工作時轉子突然被卡住，此時電動機的發熱功率多大？

Answer 1

分析 （1）當電動機不轉時，其電路是純電阻電路，由歐姆定律求出電動機線圈的內阻；
（2）當電機正常工作時，其電路是非純電阻電路，分別計算消耗電能和產生的熱功率從而計算電動機正常工作時的輸出功率，再由效率公式計算其效率；
（3）電動機的轉子突然被卡住時，電動機的發熱功率P_熱′=$\frac{{U}^{2}}{r}$．

解答 解：
（1）當電動機不轉時，由歐姆定律可得，電動機線圈的內阻為：
r=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.2V}{0.4A}$=0.5Ω；
（2）當電動機正常工作時，其電壓為2V，工作電流是1A，
則電動機消耗的電功率：P=UI=2V×1A=2W，
電動機的發熱功率：P_熱=I²r=（1A ）²×0.5Ω=0.5W，
所以輸出功率為：P_出=P-P_熱=2W-0.5W=1.5W，
則電動機的效率：η=$\frac{{P}_{出}}{P}$×100%=$\frac{1.5W}{2W}$×100%=75%；
（3）如在正常工作時轉子突然被卡住，此時為純電阻，此時電動機的發熱功率：
P_熱′=$\frac{{U}^{2}}{r}$=$\frac{（2V）^{2}}{0.5Ω}$=8W．
答：（1）電動機線圈的內阻為0.5Ω；
（2）電動機正常工作時的輸出功率為1.5W，效率為75%；
（3）如在正常工作時轉子突然被卡住，此時電動機的發熱功率為8W．

點評 對于電動機電路，要正確區分是純電阻電路，還是非純電阻電路，關鍵看轉子是否轉動，電能是否全部轉化為內能．