20xx粵教版高中物理選修3-125電功率-wenkub
2022-11-28 18:12:49 本頁面
【正文】 ( 2) 如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉動，求電動機消耗的功率和發(fā)熱的功率． 解析 (1) 排氣扇在 220 V 的電壓下正常工作時的電流為： I ＝PU＝36220 A ＝ A ， 發(fā)熱功率為： P 熱 ＝ I2R ＝ ( )2 40 W ＝ 1 W . 轉化為機械能的功率為： P 機 ＝ P － P 熱 ＝ 36 W － 1 W ＝ 35 W . ( 2) 扇葉被卡住不能轉動后，電動機成為純電阻電路，電流做功全部轉化為內能，此時電動機中電流為 I ′ ＝UR＝22040 A ＝ A ， 電動機消耗的功率即電功率等于發(fā)熱功率： P 電 ′ ＝ P 熱 ′ ＝ UI ′ ＝ 220 W ＝ 1 210 W . 答案 (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W 借題發(fā)揮 排氣扇中有電動機，解答有關電動機問題時注意： (1) 當電動機不轉時可以看成純電阻電路， P ＝ UI ＝ I2R ＝U2R均成立； (2) 當電動機正常工作時，是非純電阻電路 P 電 ＝ UI P 熱 ＝I2R ， U ≠ IR 而有 U IR ； (3) 輸入功率指電動機消耗的總功率．熱功率是線圈上的電阻的發(fā)熱功率．輸出功率是指電動機將電能轉化為機械能的功率．三者的關系： UI ＝ I2R ＋ P 機． 【變式 2 】 如圖 2 － 5 － 2 所示，是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖．電動機內電阻 r ＝ Ω ，電路中另一 電阻 R＝ 10 Ω ，直流電壓 U ＝ 160 V ，電壓表示數(shù) UV＝ 1 10 V ．試求： (1) 通過電動機的電流； (2) 輸入電動機的電功率； (3) 若電動機以 v ＝ 1 m /s 勻速豎直向上提升重物，求該重物的質量？ ( g 取 10 m /s2) 圖 2 － 5 － 2 解析 (1) 由 UR＝ U － UV＝ 50 V 得 IR＝URR＝ 5 A 即： IM＝ IR＝ 5 A (2) 電動機的輸入功率 P 入 ＝ IMUV＝ 550 W (3) 電動機熱功率 P 熱 ＝ I2Mr ＝ 20 W 電動機輸出功率 P 出 ＝ P 入 － P 熱 ＝ 530 W 又因 P 出 ＝ mg v 所以 m ＝ 53 k g. 答案 ( 1) 5 A ( 2) 550 W ( 3) 53 kg 【典例 3 】 如圖 2 － 5 － 3 所示，電源的電動勢為 2 V ，內阻為 Ω ， R 0 為 2 Ω ，變阻器的阻值變化范圍是 0 ～ 10 Ω .求： ( 1) 變阻器阻值是多大時 R 0 消耗的功率最大？ ( 2) 變阻器阻值是多大時變阻器消耗的功率最大，其最大功率為多少？ 圖 2 － 5 － 3 解析 本題考查電源有 串聯(lián)電阻時最大功率問題，可根據(jù)功率的定義式和電源輸出最大功率的條件加以分析． ( 1) 根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中的電流 I ＝ER0＋ R ＋ r， R0消耗的電功率為 P0＝ I2R0＝E2? R ＋ R0＋ r ?2 第 5節(jié) 電功率 1．理解用電器的作用是把電能轉化為其他形式的能，會計算電流所做的功與電功率． 2．知道純電阻電路與非純電阻電
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