公式W=UIt 是普遍适用的公式，而W=I 2Rt Rt，，W=U 2t/R 适用在电能完全转化成热能的情况。如果电路中还包含有电动机、电解槽等用电器，这时电能除部分转化为热能外，还要转化为机械能、化学能等，这时电功只能用W=UIt 计算，而不能用W=I 2Rt Rt，，W=U 2t/R 计算了。 【解题关键】
利用电动机轴不转动，求出电动机的线圈的电阻（设电源电压为U 总）R=U 总/I /I；； 一台电动机，电源的电压为U 总恒定且保持不变，先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合
开关后读出电流表的读数为I 1；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为I 2。则该 电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为多少？该电动机的机械功率是多少？
类型一，电动机的机械效率的物理意义：即所转化的机械能所占消耗的总电能之比，一般也用
百分数表示。电动机的效率为η＝E/W 总（其中E 是电动机消耗电能转化成的机械能，是电动机消耗电能转化成的机械能，W W 总是电动机消
耗的电能总和）
（1）电动机消耗的总电能为t I U W 2
总总=（2）产生的内能为Rt I Q 22=（3）有效的机械能为t
分级授权
222R I t I U Q W E -=-=总（4）电动机的效率为t
I U Rt I t I U W E 2222总总总-==h 类型二，电动机的机械功率：
机械功率＝总功率－发热功率（即：R I I U P P P R E 222-=-=总总）
（1）该电动机的总功率是：2
I U P 总总=（2）该电动机的发热功率是：R I P R 22=（3）电动机的机械功率是：R I I U P P P R E 22
2-=-=总总经典例题
例题1：小金在实验室组装了一台直流电动机模型，他将电动机模型接入如图（小金在实验室组装了一台直流电动机模型，他将电动机模型接入如图（a a ）所示的电路中，已知电源电压U=3V U=3V，
并保持不变，线圈电阻，并保持不变，线圈电阻R=1Ω，接通电路后，发现机不转动，许老师让他用手指去拨一下线圈试试，结果电动机马上正常转起来，测得电流表读数I=0.8A I=0.8A，已知电动机正常工作，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（时的能量转化关系如图（b b ）所示，摩擦不计，问：
（1）请你帮助小金分析一下，为什么用手指拨一下后，电动机就能正常转起来？
（2）根据电动机工作时的能量转化，请你在（）根据电动机工作时的能量转化，请你在（b b ）图中填入相应的能量。（选填“电能”、“机械能”或“内能”等）。
（3）电动机正常转动1min 消耗的电能W 和线圈产生的热量Q 。（4）电动机输出的机械功率P 。【分析】（【分析】（11）直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，接通电源后电动机不转动的主要原因有：①电压电压过低，电路中电流太小；磁铁磁性太弱，磁场对通电线圈的力太小；②线圈处于平衡位置，线圈受力平衡；③电动机轴因为生锈而被卡住；线路接触不良，电路中无电流；
（2）根据消耗的和得到的能量分析解答；
（3）由W=UIt 计算电动机正常转动1min 消耗的电能，由Q=I 2Rt 计算线圈产生的热量；
（4）由P=UI 计算消耗电能的功率，由P=I 2R 计算产生热的功率，两者差为机械功率。
【解答】解：（【解答】解：（11）因为线圈处于平衡位置，线圈受到平衡力的作用，所以不能转动，用手指拨一下后，受力不平衡，所以线圈能转动起来；
（2）电动机工作时，消耗电能，得到了机械能和少量的内能，如图所示：
； （3）电动机正常转动1min 消耗的电能：消耗的电能：W=UIt=3V W=UIt=3V W=UIt=3V××0.8A 0.8A××60s=144J 60s=144J，， 线圈产生的热量：线圈产生的热量：Q=I Q=I 2Rt=Rt=（（0.8A 0.8A））2
×1Ω×60s=38.4J 60s=38.4J；；
（4）电动机消耗的电功率：）电动机消耗的电功率：P P 电=UI=3V =UI=3V××0.8A=2.4W 0.8A=2.4W，， 线圈的发热功率：线圈的发热功率：P P 热=I 2R=R=（（0.8A 0.8A））2
×1Ω=0.64W =0.64W，，
输出的机械功率：输出的机械功率：P P 机械=P 电﹣P 热=2.4W =2.4W﹣﹣0.64W=1.76W 0.64W=1.76W。。
答：（答：（11）线圈处于平衡位置，线圈受力平衡不能转动，拨动后，线圈受力不平衡而转动起来；（2）见上图；（见上图；（33）电动机正常转动1min 消耗的电能为144J 144J，线圈产生的热量，线圈产生的热量38.4J 38.4J；（；（；（44）电动机输出的机械功率为1.76W 1.76W。。
便当袋例题2：．如图为某型号玩具电动机的工作电路图，电动机的铭牌上标有“6V，6W”，．如图为某型号玩具电动机的工作电路图，电动机的铭牌上标有“6V，6W”，R=5R=5Ω，字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时电流表示数为2A 2A，求：，求：，求：
（1）开关闭合的瞬间，电阻R 消耗的电功率是多少？消耗的电功率是多少？
（2）电动机正常转动后，电流表的示数为多少？电动机电能转化为机械能的效率是多少？）电动机正常转动后，电流表的示数为多少？电动机电能转化为机械能的效率是多少？
【分析】（【分析】（11）当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时为纯电阻电路，根据P=I 2
R 求电阻R 消耗的电功率；的电功率；
（2）由欧姆定律I=结合电阻的串联，求出在（结合电阻的串联，求出在（11）中，电动机线圈的内阻：）中，电动机线圈的内阻：
根据铭牌上标有“6V，6W”的含义，根据P=UI 求电动机正常工作时的电流：求电动机正常工作时的电流：
根据串联电路的规律得出电流表示数；根据串联电路的规律得出电流表示数； 由P 热=I M 2
R 线圈求电动机的发热功率；求电动机的发热功率；
故可求转化为机械能的功率，根据η===×100%100%求电动机电能转化为机械能的效率。求电动机电能转化为机械能的效率。求电动机电能转化为机械能的效率。
【解答】解：（【解答】解：（11）当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时为纯电阻电路，此时电流表示数为2A 2A，则电阻，则电阻R 消耗的电功率是：消耗的电功率是：P=I P=I 2R=R=（（2A 2A））2
×5Ω=20W =20W；；
（2）由欧姆定律结合电阻的串联可得，在（）由欧姆定律结合电阻的串联可得，在（11）中，电动机线圈的内阻：）中，电动机线圈的内阻：
R 线圈=R 总﹣R=﹣R=﹣5Ω=1Ω，
电动机铭牌上标有“6V，6W”，表示电动机的额定电压为6V 6V，额定功率为，额定功率为6W 6W，，
由P=UI 可得，电动机正常工作时的电流：可得，电动机正常工作时的电流：I I M ===1A =1A，，
串联电路电流处处相等，电路中的电流为1A 1A，即电流表示数为，即电流表示数为1A 1A；； 电动机的发热功率：电动机的发热功率：P P 热=I M 2R 线圈=（1A 1A））2
×1Ω=1W =1W，，
电动机电能转化为机械能的功率为：电动机电能转化为机械能的功率为：P P 有=P M ﹣P 热 =6W =6W﹣﹣1W=5W 1W=5W，，
电动机电能转化为机械能的效率：η====×100%100%≈≈83.3%83.3%。。
答：（答：（11）开关闭合的瞬间，电阻R 消耗的电功率是20W 20W；；
（2）电动机正常转动后，电流表的示数为1A 1A；电动机电能转化为机械能的效率；电动机电能转化为机械能的效率83.3%83.3%。。
nfc天线例题3：如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为120V 且保持不变，电路中的电流是5A 5A，，
（1）电动机消耗的电能是多少？）电动机消耗的电能是多少？
（2）电动机的效率是多少？）电动机的效率是多少？
（3）电动机线圈的电阻是多少Ω？（？（g g 取10N/kg 10N/kg））
【分析】（【分析】（11）电流通过直流电动机做功，消耗电能转化为机械能和内能，则由W=UIt 求得电能；求得电能； （2）由速度公式可求得重物上升的高度，则由W 有用=mgh 可求得电动机克服重力所做的功，有用功与电能的比就是电动机效率；与电能的比就是电动机效率；
（3）由电能减去增加的机械能即可求转化为的热量，热量来源于线圈电阻上电流所做的功，则由Q=I 2
Rt 可求得电阻。可求得电阻。
【解答】解：（【解答】解：（11）电动机消耗的电能：）电动机消耗的电能：W W 电=UIt=120V =UIt=120V××5A 5A××10s=6000J 10s=6000J；；
（2）10s 内物体上升的高度：内物体上升的高度：h=vt=1m/s h=vt=1m/s h=vt=1m/s××10s=10m 10s=10m，，
克服重力所做的功：克服重力所做的功：W W G =Gh=mgh=54kg =Gh=mgh=54kg××10N/kg 10N/kg××10m=5400J 10m=5400J；；
电动机的效率：η=×100%=×100%=90%100%=90%；；
（3）电流产生的热量：）电流产生的热量：Q=W Q=W 电﹣W G =6000J =6000J﹣﹣5400J=600J 5400J=600J；；
由Q=I 2Rt 可得，电动机线圈的电阻：可得，电动机线圈的电阻：R=R===2.4Ω。
答：（答：（11）电动机消耗的电能是6000J 6000J；（；（；（22）电动机的效率是90%90%；（；（；（33）电动机线圈的电阻是
2.4Ω。
经典练习
一．填空题（共6小题） 1．某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量为400kg 400kg，电源电压，电源电压220V 220V，不计一切摩擦．当电动起，不计一切摩擦．当电动起重机以v=0.1m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为2A 2A，则该电动机线圈的电阻，则该电动机线圈的电阻R 为
欧．当电动机匀速提升质量200kg 的重物，电动机的输入功率不变，则提升重物的速度的重物，电动机的输入功率不变，则提升重物的速度 m/s m/s．．
2．如图设电池的电压U 恒定不变，先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后电流表示数为I 1，然后放手，当电动机正常转动时，电流表的读数
为I 2．该玩具电动机正常转动时消耗的电功率．该玩具电动机正常转动时消耗的电功率 ，该电动机正常转动时
将电能转化为机械能的效率为将电能转化为机械能的效率为 ．（用字母表示结果）．（用字母表示结果）
3．电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小乔对家里的电动自行车进行了测试．他骑车在平直的路面上由静止开始运动，当速度达到6m/s 时开始做匀速直线运动，此时受到的阻力为35N 35N．已知．已知电动机输入电压48V 48V，输入电流，输入电流5A 5A，该电动自行车匀速行驶时的电功率是，该电动自行车匀速行驶时的电功率是，该电动自行车匀速行驶时的电功率是 瓦，电能转化为机械能的效率为械能的效率为 %，此电动机线圈的电阻为，此电动机线圈的电阻为 欧．欧．
4．某同学准备参加玩具赛车比赛．他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压U 恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后电流表示数
为I 1，然后放手，当电动机正常转动时，电流表的示数为I 2
．该玩具电动机正常转动时消耗的电功率
电动机正常转动时消耗的电功率 ，输出机械功的功率是 ，该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为，该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为
（用字母表示结果）（用字母表示结果）
5．如图是一个玩具汽车上的控制电路，其电动机上的线圈电阻为1Ω，
保护电阻R为4Ω当闭合开关S后，电动机工作，两电压表的示数分别为6V和2V
，则电路中的电
led电子灯箱控制器2V，则电路中的电，电动机的功率为
流A，电动机的功率为
，电动机的机械效率为 ．
W，电动机的机械效率为
6．如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图，开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度，接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电
），由此请你回答：
阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U），由此请你回答：
时间内电流在电路中产生的热量为 （填写表达式）；
（填写表达式）；
）在电动机未转动时，t t时间内电流在电路中产生的热量为
（1）在电动机未转动时，
）在电动机转动时，电流所做的功 电流在电路中产生的热量（选填“大于”“等于”或（2）在电动机转动时，电流所做的功
“小于”）；
“小于”）；
（3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释．
二．计算题（共4小题）
，正常工作时通过
3V，正常工作时通过7．小金有一种造型可爱的迷你小风扇．这种小风扇使用的电动机额定电压为3V
分钟，求：
，线圈电阻约为1Ω，若迷你风扇正常工作10分钟，求：
线圈的电流为0.3A
0.3A，线圈电阻约为
）电风扇消耗的电能．
（1）电风扇消耗的电能．复合片钻头
）电动机产生的热量．
（2）电动机产生的热量．
苯乙烯树脂
（3）若电动机被卡住时电动机的线圈不能转动，此时电动机线圈可以看成一个定值电阻，它消耗的电能全部用来产生热量，请计算电动机被卡住10分钟内产生的热量，并说明电动机被卡住时为什么容易被烧坏．
容易被烧坏．
，正常工作时
1.5V，正常工作时8．如图是一种造型可爱的迷你小风扇，这种小风扇使用的电动机的额定电压为1.5V
时：
，线圈电阻约为1Ω，试求这种迷你风扇正常工作10min时：
通过线圈的电流为0.5A
0.5A，线圈电阻约为
）电风扇消耗的电能；
（1）电风扇消耗的电能；
）电动机产生的热量；
（2）电动机产生的热量；
（3）若电动机被卡住时电动机的线圈不能转动，此时电动机线圈可以
看出一个定值电阻，它消耗的电能全部用来产生热量，请计算电动机
被卡住10min内产生的热量，并说明电动机被卡住时为什么容易被烧
坏．
坏．
9．2017年2月28日，杭州交通运管部门向三家网约车企业颁发了首批经营许可证．而其中一家企业重点推广使用的网约车为新能源汽车，即电动汽车；已知其电动汽车在车速为60km/h 行驶时电动机工作电压为280V 280V，消耗功率为，消耗功率为30.4kW 30.4kW，若车及人总质量为，若车及人总质量为1.68t 1.68t，行驶时阻力是总重的，行驶时阻力是总重的0.1倍，解答下列问题．解答下列问题．
（1）工作时的电流为）工作时的电流为 A ．
（2）忽略机械传动时的能量损失，求电动机的电阻．）忽略机械传动时的能量损失，求电动机的电阻．
1010．小金有一个电脑插入式微型吸尘器，正常工作时电压为．小金有一个电脑插入式微型吸尘器，正常工作时电压为U 1=4V =4V，工作电流是，工作电流是I 1=1.0A =1.0A，若把它接，若把它接
入电压为U 2=0.4V 的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是I 2
=0.4A =0.4A，求：，求：，求： （1）电动机正常工作时的输出功率；）电动机正常工作时的输出功率；
（2）吸尘器的效率；）吸尘器的效率；
（3）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机此时的发热功率（设此时线圈未被烧坏）．
1111．如图为某些型号玩具电动机的工作电路图，电动机名牌上标有“6V 6W，线圈电阻．如图为某些型号玩具电动机的工作电路图，电动机名牌上标有“6V 6W，线圈电阻2Ω”字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流，为了保护电动机，启动电流不得超过2A 2A，求：，求：，求：
（1）启动时，变阻箱R 的阻值至少多大？的阻值至少多大？
（2）当电动机启动后，再次调节变阻箱R ，使电动机进入正常工作状态，此时R 消耗的电功率为多大？大？
1212．如图所示利用小型发电机给工厂中的电动机和灯泡供电，发电机的输出功率为．如图所示利用小型发电机给工厂中的电动机和灯泡供电，发电机的输出功率为1kW 1kW，输电电压，输电电压为250V 250V，发电机与工厂之间距离为为，发电机与工厂之间距离为为400m 400m，发电机与工厂，发电机与工厂
之间两根输电导线总电阻之间两根输电导线总电阻
为7.5Ω，其它导线电阻忽略不计，在该电路中灯泡的实际功率为110W 110W，电动机线圈电阻，电动机线圈电阻4Ω．试求：．试求：
（1）工厂用电器两端的电压是多少？）工厂用电器两端的电压是多少？
（2）输电效率为多少？（工厂获得的电功率与发电机输出
电功率的比值）电功率的比值）
（3）电动机的电功率以及输出功率？）电动机的电功率以及输出功率？
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议