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小明同学家的电动自动车上有一直流电动机,从消耗电能方面看,其内部可等效为如图所示...

manfen5.com 满分网小明同学家的电动自动车上有一直流电动机,从消耗电能方面看,其内部可等效为如图所示电路.当电动机不转时,相当于开关S置于“1”;当电动机正常工作时,相当于开关S置于“2”.电阻R1为线圈电阻,它的功率为发热功率;电动机对外做功的功率可用电阻R2的功率代替.
(1)当给它加36V电压时,电动机不转,电路中的电流为7.2A,求电阻R1的阻值.
(2)当给它加36V电压时,电动机正常运转,电路中的电流为1A,求电动机的发热功率及对外做功的功率.
(3)当给它加36V电压而电动机被卡住(电机不转)时,求发热热功率.
(4)比较(2)、(3)两个发热功率,你认为电动机正常工作时若被卡住,对电动机会产生什么危害?
(5)如果用汽油机驱动它,效率为40%,每小时需要多少汽油?(已知汽油的热值是q=4.6×107J/kg)
(1)电动机不转,开关S接“1”位置,只有电阻R1接入电路,已知电压与电流,由欧姆定律可以求出电阻R1的阻值; (2)电动机正常运转时,开关S接“2”位置,两电阻串联接入电路,由P=I2R可以求出电动机的发热功率, 由P=UI可以求出电动机总功率;电动机总功率与发热功率之差等于电动机对外做功的功率; (3)电动机卡住不转时,开关S接“1”位置,只有电阻R1接入电路,已知电压与电流, 由P=I2R可以求出电动机的发热功率; (4)根据发热功率的大小分析电动机被卡住时的危害; (5)根据电动机的总功率求出,由W=Pt求出电动机每小时消耗的电能,再根据汽油机的效率求出汽油机消耗的能量,最后求出消耗的汽油质量. 【解析】 (1)电阻R1的阻值R1===5Ω, 答:电阻R1的阻值是5Ω. (2)电动机的发热功率P热=I2R1=(1A)2×5Ω=5W; 电动机的总功率P=UI=36V×1A=36W, 电动机对外做功的功率P外=P-P热=36W-5W=31W; 答:电动机的发热功率是5W;电动机对外做功的功率是31W. (3)电动机被卡住时的发热功率P热′=I2R1=(7.2A)2×5Ω=259.2W; 答:当给电动机加36V电压而电动机被卡住(电机不转)时,电动机的发热功率是259.2W. (4)由(2)与(3)可知,当电动机被卡住其发热功率将大大提高,若不及时切断电源, 会使电动机温度很快升高,极易烧坏电动机; 答:电动机正常工作时若被卡住时,可能会烧毁电机. (5)电动机每小时消耗的电能W=P总t=36W×3600s=1.296×105J, 汽油机消耗的能量Q===3.24×105J, 消耗汽油的质量m==≈0.007kg; 答:如果用汽油机驱动它,效率为40%,每小时需要汽油0.007kg.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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