处理非纯内阻电路的估算间题时,要擅于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定理,借助“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解,电动机工作时所消耗的电能大部份转化为机械能,一小部份才转化为热能,为此,在估算电动机电路可用以下公式.
1.电压做功是所消耗的总能量W总=UIt;工作所形成的热量Q=I²Rt;所转化的机械能W机=W总-Q=UIt-I²Rt.
2.电压做功的功率P总=UI;其发热功率P热=I²R;转化的机械功率P机=P总-P热=UI-I²R.
例:如图所示的电路中,
内阻R=10Ω,电动机M的线圈内阻r=1Ω,加在电路两端的电流U=100V,已知电压表的读数为30A,求:
(1)通过电动机线圈的电压硬度为多少?
(2)通电1min,电动机M输出的机械功为多少?
【答案】(1)20A(2)9.6×104J
【名师方式总结】
含电动机电路的剖析与估算:
并不是所有富含电动机的电路都是非纯内阻电路,要注意分辨电动机正常工作和被卡住两种情况.
(1)当电动机正常工作时,要注意分清电功和电热的关系,电动机消耗的电能也就是电压做的功W=UIt,电动机形成的内能必须用Q=I²Rt来求,另外,还要注意能量守恒定理的应用即W=Q+E(E为其他方式的能)或P入=P机+P热,其中,P入=UI,P热=I²R,P机为机械功率.
(2)当电动机被卡住时,电动机消耗的电能全部转化为电动机形成的内能,W=Q,即Ult=I²Rt.
例:仍然流电动机线圈电阻一定,用手紧握转轴使其不能转动,在线圈两端加电流为0.3V时,电压为0.3A.抬起转轴,在线圈两端加电流为2V时,电压为0.8A电功和电功率的公式,电动机正常工作.求:(1)该电动机正常工作时,输入的电功率;
(2)电动机的机械功率;
(3)若马达忽然被卡住,求此时的热功率.
例题:如图所示,
有一提高重物用的直流电动机,电阻为0.6Ω,串联一个电阻为R=5Ω的内阻,它们两端的总电流为U=160V电功和电功率的公式,电流表读数为110V。求:
(1)通过电动机的电压。
(2)电动机的输入功率。
(3)电动机的发热功率。
(4)电动机工作1小时对重物做的功。
例题:一辆电动观光车蓄电瓶的电动势为E,电阻不计,当空载的电动观光车以大小为v的速率匀速行驶时,流过电动机的电压为l,电动车的质量为m,电动车遭到的阻力是车重的k倍,忽视电动观光车内部的磨擦,则(BCD)