Question

13．直流电动机工作时，当线圈转动到平衡位置时，能自动改变电流的方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动．电动机工作时，是把电能转化为机械能．一台电动机正常工作时，若两端的电压为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2200W，这台电动机的效率是90.9%．若用这电动机正常工作时将1000N的重物提升3m，最快可以在1.5秒内完成．

Answer 1

分析 （1）电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受力，影响受力转动方向的因素有磁场方向和电流方向两个，换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流方向，它是两个金属半环．
（2）已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式P=UI可求电动机的总电功率；再根据公式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．
（3）知道电动机的输出功率，据公式P=$\frac{W}{t}$计算即可．

解答 解：（1）直流电动机工作时，当线圈转动到平衡位置时，能自动改变电流的方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动．电动机工作时，是把电能转化为机械能；
（2）电动机的电功率：
P_总=UI=220V×10A=2200W，
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：
η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{总}}$=$\frac{2000W}{2200W}$=90.9%．
（3）此时的W=Gh=1000N×3m=3000J；故据P=$\frac{W}{t}$可得，
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{3000J}{2000W}$=1.5s；
故答案为：电流的方向；机械能；2200；90.9%；1.5．

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．