Question

5．如图所示的电路中，直流电动机M的线圈内阻r=0.8Ω，电路中的电阻R=10Ω，U=150V，理想电压表的读数为100V，求：
（1）通过电动机的电流是多少？
（2）输入到电动机的电功率是多少？
（3）电动机输出的机械功率是多少？
（4）电动机工作1h所产生的热量是多少？

Answer 1

分析 （1）以电阻R为研究对象，根据欧姆定律求出电流，即为通过电动机的电流．
（2）电动机的输入功率是电功率，根据P_入=U_MI公式求解．电动机两端的电压U_M=U-U_R．
（3）电动机的发热功率P_T=I²r，电动机输出的机械功率P_机=P_入-P_T．
（4）根据Q=Pt可求得1分钟内产生的热量．

解答 解：（1）对电阻R，根据欧姆定律得：
$I=\frac{{U-{U_M}}}{R}=\frac{150-110}{10}A=4A$
电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为4A．
（2）电动机的输入功率是：
P_入=U_MI=110×4W=440W，
（3）电动机的发热功率为：
${P_r}={I^2}r={4^2}×0.8W=12.8W$
根据能量转化和守恒定律得电动机输出的机械功率为：
P_机=P_入-P_r=440W-12.8W=427.2W．
（4）电动机工作1h所产生的热量是：
Q=P_rt=12.8×60×60=46080J
答：（1）通过电动机的电流是4A；
（2）输入到电动机的功率P_入是440W；
（3）电动机的输出的机械功率为427.2W；
（4）电动机工作1h所产生的热量是46080J．

点评 电动机工作时电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，不能根据I=$\frac{U}{R+r}$求通过电动机的电流，只能对电阻运用欧姆定律进行研究．