Question

2．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表测得的数据是0.5A和2.0V，重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的读数分别是2.0A，24.0V，求：
（1）这台电动机的内阻是多少？
（2）这台电动机正常运转时的输出功率是多少？电动机的效率是多少？

Answer 1

分析 让电动机停止转动时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律求出电阻．电动机正常运转时，根据输入的电功率和热功率之差求出输出功率．由焦耳定律求解热功率．根据效率公式可求得电动机的效率．

解答 解：（1）电动机停止转动时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律得，
电动机的电阻为R_线=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{2}{0.5}$=4Ω；
（2）电动机正常运转时，输入的电功率为
P_电=U₂I₂=48W，
发热功率P_热=I₂²R=2²×4W=16W，
所以输出功率为P_出=P_电-P_热=48-16=32W．
电动机的效率η=$\frac{P出}{P总}$=$\frac{32}{48}$×100%=66.7%．
答：（1）电动机线圈的电阻4Ω；
（2）这台电动机正常运转时的输出功率32W．电机的效率为66.7%．

点评 电动机电路停止运转时其电路纯电阻电路，欧姆定律成立．电动机正常运转时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，根据能量转化和守恒定律求解输出功率．