第6节 电能（电动机）复习学案（无答案）

电动机
【教学目标】1.掌握电动机的计算，会灵活应用公式
能明白纯电阻和非纯电阻的能量转化
【重难点】公式的选择
【知识点】
1．电动机的分析说明：
求电动机的电阻不能用欧姆定律I≠U/R，欧姆定律只能用于纯电阻电路的计算。实际上电阻两端的电压并不是U，而是U-U'，也可以从能量理解，产生电流会发热，电动机不完全产生热能还产生动能，所以输入功率P=UI≠I?R
可以把电动机看做：



2．有关电动机的计算:
问题一：计算电动机的电阻（前提一定要电动机不动时 这时电动机可以看做是一个纯电阻电路。由此刻的电动机两端的U和通过的I计算电动机的电阻）
即：电动机的电阻：
注：如果电动机正常工作不能用此公式求电阻
问题二：求电动机所消耗的电功率或电动机在时间t内所消耗的电功
消耗的电功率： P总=UI（总功率）
消耗的电功：W总=UIt（总电能）
问题三：求这台电动机的发热功率或在时间t内，电动机线圈产生的热量。
电动机的发热功率： P=I?R（额外功率）
电动机线圈产生的热量：Q=I?Rt（额外功）
问题四：求电动机做的机械功率或电动机在时间t内所做的机械功
机械功率：P有=UI-I?R（有用功率）
机械功：W有=(UI-I?R)t（有用功）
问题五：求电动机机械效率
方法一：η=P有/P总=（UI-I?R）/ （UI）
方法二：η=（W总—Q）/ W总

课堂练习
【基础概念题】
例题1．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﹣
　
　
练习1：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﹣



【计算题】
情况1：电动机被卡住，视为纯电阻电路（无法正常工作，电能转化成热能）
例题1．当把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，现把电动机接入电压为10V的电路中，电动机正常工作，此时电流表读数2 A。求正常工作下：
（1）电动机的电阻
（2）电动机所消耗的电功率
（3）在时间10s内，电动机线圈产生的热量
（4）电动机做的机械功率








练习1：如图显示某汽车起动电动机的电路。当起动器开关闭合时，有细小电流通过器件X，接着有强大电流通过电动机，并将电动机启动。
(1)请你根据所学知识想一想，X可能是哪一种器件？ ▲
A．灵敏电流计 B．电磁继电器
C．电压表 D．发电机


⑵若加在电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机输出功率为 ▲ 线圈上消耗的电热功率为 ▲
⑶电动机如果被卡住不转，时间过长会烧坏线圈，这是为什么？



练习2：一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？






练习3：（2016滨江一模）在今年5月份助 (?http:?/??/?www.21cnjy.com?)残活动中，某校初三同学为伤残军人买了一辆电动轮椅。同学们对这辆车的工作原理产生了兴趣。他们对照说明书的电路原理图（如图所示）了解到，操纵杆可操纵双刀双掷开关K以及滑动变阻器R1的滑片P。前推操纵杆时轮椅前进，再向前推时快速前进；后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。又知蓄电池的电压U=24V（保持不变）、定值电阻R2=10Ω，电动机的额定功率P0=72W、额定电压U0=24V。
⑴从原理图可知，当开关K接到哪两个接线柱时，轮椅前进？
⑵当轮椅后退时，电流表示数为I=1A，此时电动机的实际功率为多少？
⑶当电动机以额定功率工作时，轮椅匀速前进的速度为1.5m/s，电动机线圈电阻损耗的功率为12W，求此时轮椅受到的阻力大小。21·世纪*教育网





情况2：正常工作
题型一：电动机未连接物体，求功率，求效率，求热量
【例题】：1.（2018拱墅一模）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图像。求：
额定电压 220V
频率 50Hz
电动机输入功率 110W
加热功率 1000W
（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？



2.(2015杭州一模）小明家买了一个家用电吹风，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，主要技术参数如表。根据题目的信息回答下列问题：

型号 SHZ2010－624
热风温度 50℃~75℃
额定功率 热风时：1000W
冷风时：220W
额定电压 220V
质量 0.5kg

（1）选择开关接 ▲ （填“AB”、“BC”或“CD”）时，电吹风送冷风。
（2）电动机的电功率为多少？
（3）通过电动机的电流为多少？若电动机的内阻为22欧，则电动机的机械效率为多少？







练习1：（杭州一模）如图，电动机M的线圈电阻为0.5Ω，当S断开时，电流表读数1 A；当S闭合时，电流表读数3 A。问：
（1）电阻R为多大？
（2）电动机的机械功率为多大？
（3）电动机工作2分钟，电动机线圈产生了多少热量？




练习2：（2017杭州一模）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的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，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ΔE=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）






练习3：（2018上城一模）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。
练习4.
题型二：电动机连接物体，求内阻，求功率
例题1：（杭州一模）如图是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。电动机将质量为m的重物匀速提升的高度为h，在提升过程中，电路中的电流为I，动滑轮的机械效率为η。假设电源电压U保持不变，电动机线圈电阻为R，不考虑电动机各处摩擦。求：
（1）电动机所施加的拉力F做的功；（请用题干所给的字母表示，下同）
（2）电动机所施加的拉力F；
（3）试从能量转化和守恒的角度，求电动机提升重物所用的时间。








例题2：如图所示，某建筑工地用电动机和滑轮组把建筑材料从地面提升到工作平台上．已知建筑材料的质量m=360kg，用t=20s的时间把建筑材料匀逮提升了h=4m，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/Kg．求这段时间内
（1）建筑材料上升的速度V；
（2）电动机对绳子的拉力F；
（3）电动机拉绳子的功率P。
















练习1：一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）




练习2：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．


练习3：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。






课后练习
1．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？
　
2．一台电阻为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．
　
3．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？

　
4．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？

　
5．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？
　
6．一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）

　
7．一台海尔洗衣机，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？
　
8．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．
　
9．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．
　
　
10．一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．

　
11．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？

　



电动机

电热丝

刀片

P/W

t/min

1000

110

0 2 4 6 8 10

甲 乙