Question

12．如图所示，闭合开关，发现电动机不能转动，此时电压表示数为0.2V，电流表示数为0.5A．调节滑动变阻器，使得电动机正常转动，此时流过电压表示数为2V，电流表示数为1A．则该电动机线圈的电阻是0.4Ω，电动机正常转动时的输出机械功率为1.6W，此时该电动机的效率是80%．

Answer 1

分析 （1）电动机工作时，消耗的总电能大部分转化为机械能，小部分转化为电机线圈电阻的内能，当电动机线圈不转，电能全部转化为电阻的内能，根据R=$\frac{U}{I}$求出线圈电阻．
（2）电机输出的机械功率等于其总功率减去发热功率，分别计算出总功率与发热功率可得出机械功率．
（3）在相同的做功时间内，机械功率与总功率之比，就是电动机的效率．

解答 解：（1）当电动机线圈不转，电能全部转化为电阻的内能，
由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，线圈的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.2V}{0.5A}$=0.4Ω；
（2）电动机的总功率：P_总=U_总I_总=2V×1A=2W，
电动机的发热功率：P_热=I_总²R=（1A）²×0.4Ω=0.4W，
电动机输出的机械功率：P′=P_总-P_热=2W-0.4W=1.6W；
（3）由公式W=Pt得，电动机的效率：
η=$\frac{{W}_{机械}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{P′t}{{P}_{总}t}$×100%=$\frac{1.6W}{2W}$×100%=80%．
故答案为：0.4； 1.6； 80%．

点评 电动机是非纯电阻电路，在计算时一定要把握好电流、电压的关系，灵活运用欧姆定律和电功率、效率的公式等，有一定难度．