處理非純內阻電路的估算間題時,要擅于從能量轉化的角度出發,緊緊圍繞能量守恒定理,借助“電功=電熱+其他能量”尋找等量關系求解,電動機工作時所消耗的電能大部份轉化為機械能,一小部份才轉化為熱能,為此,在估算電動機電路可用以下公式.
1.電壓做功是所消耗的總能量W總=UIt;工作所形成的熱量Q=I2Rt;所轉化的機械能W機=W總-Q=UIt-I2Rt.
2.電壓做功的功率P總=UI;其發熱功率P熱=I2R;轉化的機械功率P機=P總-P熱=UI-I2R.
例:如圖所示的電路中,
內阻R=10Ω,電動機M的線圈內阻r=1Ω,加在電路兩端的電流U=100V,已知電壓表的讀數為30A,求:
(1)通過電動機線圈的電壓硬度為多少?
(2)通電1min,電動機M輸出的機械功為多少?
【答案】(1)20A(2)9.6×104J
【名師方式總結】
含電動機電路的剖析與估算:
并不是所有富含電動機的電路都是非純內阻電路,要注意分辨電動機正常工作和被卡住兩種情況.
(1)當電動機正常工作時,要注意分清電功和電熱的關系,電動機消耗的電能也就是電壓做的功W=UIt,電動機形成的內能必須用Q=I2Rt來求,另外,還要注意能量守恒定理的應用即W=Q+E(E為其他方式的能)或P入=P機+P熱,其中,P入=UI,P熱=I2R,P機為機械功率.
(2)當電動機被卡住時,電動機消耗的電能全部轉化為電動機形成的內能,W=Q,即Ult=I2Rt.
例:仍然流電動機線圈電阻一定,用手緊握轉軸使其不能轉動,在線圈兩端加電流為0.3V時,電壓為0.3A.抬起轉軸,在線圈兩端加電流為2V時,電壓為0.8A電功和電功率的公式,電動機正常工作.求:(1)該電動機正常工作時,輸入的電功率;
(2)電動機的機械功率;
(3)若馬達忽然被卡住,求此時的熱功率.
例題:如圖所示,
有一提高重物用的直流電動機,電阻為0.6Ω,串聯一個電阻為R=5Ω的內阻,它們兩端的總電流為U=160V電功和電功率的公式,電流表讀數為110V。求:
(1)通過電動機的電壓。
(2)電動機的輸入功率。
(3)電動機的發熱功率。
(4)電動機工作1小時對重物做的功。
例題:一輛電動觀光車蓄電瓶的電動勢為E,電阻不計,當空載的電動觀光車以大小為v的速率勻速行駛時,流過電動機的電壓為l,電動車的質量為m,電動車遭到的阻力是車重的k倍,忽視電動觀光車內部的磨擦,則(BCD)