處理非純內(nèi)阻電路的估算間題時(shí),要擅于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā),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(guān)系求解,電動(dòng)機(jī)工作時(shí)所消耗的電能大部份轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,一小部份才轉(zhuǎn)化為熱能,為此,在估算電動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)化的機(jī)械能W機(jī)=W總-Q=UIt-I2Rt.
2.電壓做功的功率P總=UI;其發(fā)熱功率P熱=I2R;轉(zhuǎn)化的機(jī)械功率P機(jī)=P總-P熱=UI-I2R.
例:如圖所示的電路中,
內(nèi)阻R=10Ω,電動(dòng)機(jī)M的線圈內(nèi)阻r=1Ω,加在電路兩端的電流U=100V,已知電壓表的讀數(shù)為30A,求:
(1)通過電動(dòng)機(jī)線圈的電壓硬度為多少?
(2)通電1min,電動(dòng)機(jī)M輸出的機(jī)械功為多少?
【答案】(1)20A(2)9.6×104J
【名師方式總結(jié)】
含電動(dòng)機(jī)電路的剖析與估算:
并不是所有富含電動(dòng)機(jī)的電路都是非純內(nèi)阻電路,要注意分辨電動(dòng)機(jī)正常工作和被卡住兩種情況.
(1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),要注意分清電功和電熱的關(guān)系,電動(dòng)機(jī)消耗的電能也就是電壓做的功W=UIt,電動(dòng)機(jī)形成的內(nèi)能必須用Q=I2Rt來求,另外,還要注意能量守恒定理的應(yīng)用即W=Q+E(E為其他方式的能)或P入=P機(jī)+P熱,其中,P入=UI,P熱=I2R,P機(jī)為機(jī)械功率.
(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí),電動(dòng)機(jī)消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)形成的內(nèi)能,W=Q,即Ult=I2Rt.
例:仍然流電動(dòng)機(jī)線圈電阻一定,用手緊握轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng),在線圈兩端加電流為0.3V時(shí),電壓為0.3A.抬起轉(zhuǎn)軸,在線圈兩端加電流為2V時(shí),電壓為0.8A電功和電功率的公式,電動(dòng)機(jī)正常工作.求:(1)該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),輸入的電功率;
(2)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率;
(3)若馬達(dá)忽然被卡住,求此時(shí)的熱功率.
例題:如圖所示,
有一提高重物用的直流電動(dòng)機(jī),電阻為0.6Ω,串聯(lián)一個(gè)電阻為R=5Ω的內(nèi)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(shù)為110V。求:
(1)通過電動(dòng)機(jī)的電壓。
(2)電動(dòng)機(jī)的輸入功率。
(3)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率。
(4)電動(dòng)機(jī)工作1小時(shí)對(duì)重物做的功。
例題:一輛電動(dòng)觀光車蓄電瓶的電動(dòng)勢(shì)為E,電阻不計(jì),當(dāng)空載的電動(dòng)觀光車以大小為v的速率勻速行駛時(shí),流過電動(dòng)機(jī)的電壓為l,電動(dòng)車的質(zhì)量為m,電動(dòng)車遭到的阻力是車重的k倍,忽視電動(dòng)觀光車內(nèi)部的磨擦,則(BCD)