20xx粵教版高中物理選修3-1第2章第5節(jié)電功率(編輯修改稿)
2024-12-24 02:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 效為阻值等于其內(nèi)阻的電阻 rD和無電阻的轉(zhuǎn)動(dòng)線圈 D串聯(lián)而成，如圖 2－ 5－ 2所示，電流通過 rD時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為熱能，而線圈 D把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能． 圖 2－ 5－ 2 ? 2．輸入功率：電動(dòng)機(jī)的總功率．由電動(dòng)機(jī)電路的電流和電壓決定，計(jì)算： P總 ＝UI. ? 3．輸出功率：電動(dòng)機(jī)做有用功的功率．如圖 2－ 5－ 3所示， P出 ＝ mgv(設(shè)重物勻速上升 )． ? 4．熱功率：電動(dòng)機(jī)線圈上有電阻，電流通過線圈時(shí)要發(fā)熱，熱功率 P熱 ＝ I2r. 圖 2－ 5－ 3 5 ．功率關(guān)系 P 總 ＝ P 出 ＋ P 熱． 6 ．電動(dòng)機(jī)的效率 η ＝P 出P 總 100 % . 7 ．解決電動(dòng)機(jī)問題注意分兩種情況： (1) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，要分別搞清電動(dòng)機(jī)的總功率、輸出功率和熱功率． (2) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)因故障或其他原 因不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)純電阻電路． ? 【 例 1】 如圖 2－ 5－ 4所示，是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖．電動(dòng)機(jī)內(nèi)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＝ 110 V． ? 試求： ? (1)通過電動(dòng)機(jī)的電流； ? (2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率； ? (3)若電動(dòng)機(jī)以 v＝ 1 m/s勻速豎 ? 直向上提升重物，求該重物的 ? 質(zhì)量． (g取 10 m/s2) 圖 2－ 5－ 4 ? 解析： (流程圖 ) ? 答案： (1)5 A (2)550 W (3)53 kg ? 題后反思 (1) 常 見錯(cuò)誤：電動(dòng)機(jī)電流： I M ＝U Mr＝ A ； 電動(dòng)機(jī)功率 P ＝U2Mr＝ 15 125 W . (2) 電動(dòng)機(jī)屬非純電阻用電器，歐姆定律 U ＝ IR 不適用．求電功率只能用 P ＝ UI . ? 一電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為 1 Ω，線圈兩端所加電壓為 2 V時(shí)，電流為 A，電動(dòng)機(jī)正常工作． ? (1)在求電動(dòng)機(jī)正常工作 1 min所消耗的電能時(shí)，有以下兩種不同的解法： ? 解法一： W＝ UIt＝ 2 V A 60 s＝ 96 J ? 解法二： W＝ I2Rt＝ ( A)2 1 Ω 60 s＝ J ? 你認(rèn)為哪種解法對(duì)，請作出判斷并說明理由． ? (2)求電動(dòng)機(jī)正常工作 1 min所轉(zhuǎn)化的機(jī)械能是多少？ ? 解析： 對(duì)純電阻電路來說，工作時(shí)所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，求所消耗的電能時(shí)公式 W＝ UIt和電熱公式 Q＝ I2Rt可以通用；而對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即 W電 ＝ E機(jī)械＋ E內(nèi) ，由公式 W＝ UIt求得的是電動(dòng)機(jī)消耗的電能，而由公式 W＝ I2Rt求得的是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能部分的能量，故轉(zhuǎn)化的機(jī)械能 E機(jī)械 ＝ W電 － E內(nèi)． ? (1)解法一對(duì)．因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)工作時(shí)電能沒有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．解法二求出的是電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的電熱，只占所消耗電能的一部分． ? (2)電動(dòng)機(jī)工作 1 min消耗的電能 ? W＝ UIt＝ 2 V A 60 s＝ 96 J ? 電動(dòng)機(jī)工作 1 min產(chǎn)生的電熱 ? Q＝ I2Rt＝
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