(2013•成都模拟)小明同学家的电动自动车上有一直流电动机,从消耗电能方面看,其内部可等效为如图所示电路.当电动机不转
来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/06/14 01:29:06
(2013•成都模拟)小明同学家的电动自动车上有一直流电动机,从消耗电能方面看,其内部可等效为如图所示电路.当电动机不转时,相当于开关S置于“1”;当电动机正常工作时,相当于开关S置于“2”.电阻R1为线圈电阻,它的功率为发热功率;电动机对外做功的功率可用电阻R2的功率代替.
(1)当给它加36V电压时,电动机不转,电路中的电流为7.2A,求电阻R1的阻值.
(2)当给它加36V电压时,电动机正常运转,电路中的电流为1A,求电动机的发热功率及对外做功的功率.
(3)当给它加36V电压而电动机被卡住(电机不转)时,求发热热功率.
(4)比较(2)、(3)两个发热功率,你认为电动机正常工作时若被卡住,对电动机会产生什么危害?
(5)如果用汽油机驱动它,效率为40%,每小时需要多少汽油?(已知汽油的热值是q=4.6×107J/kg)
(1)当给它加36V电压时,电动机不转,电路中的电流为7.2A,求电阻R1的阻值.
(2)当给它加36V电压时,电动机正常运转,电路中的电流为1A,求电动机的发热功率及对外做功的功率.
(3)当给它加36V电压而电动机被卡住(电机不转)时,求发热热功率.
(4)比较(2)、(3)两个发热功率,你认为电动机正常工作时若被卡住,对电动机会产生什么危害?
(5)如果用汽油机驱动它,效率为40%,每小时需要多少汽油?(已知汽油的热值是q=4.6×107J/kg)
(1)电阻R1的阻值R1=
U
I=
36V
7.2A=5Ω,
答:电阻R1的阻值是5Ω.
(2)电动机的发热功率P热=I2R1=(1A)2×5Ω=5W;
电动机的总功率P=UI=36V×1A=36W,
电动机对外做功的功率P外=P-P热=36W-5W=31W;
答:电动机的发热功率是5W;电动机对外做功的功率是31W.
(3)电动机被卡住时的发热功率P热′=I2R1=(7.2A)2×5Ω=259.2W;
答:当给电动机加36V电压而电动机被卡住(电机不转)时,电动机的发热功率是259.2W.
(4)由(2)与(3)可知,当电动机被卡住其发热功率将大大提高,若不及时切断电源,
会使电动机温度很快升高,极易烧坏电动机;
答:电动机正常工作时若被卡住时,可能会烧毁电机.
(5)电动机每小时消耗的电能W=P总t=36W×3600s=1.296×105J,
汽油机消耗的能量Q=
W
η=
1.296×105J
0.4=3.24×105J,
消耗汽油的质量m=
Q
q=
3.24×105J
4.6×107J≈0.007kg;
答:如果用汽油机驱动它,效率为40%,每小时需要汽油0.007kg.
U
I=
36V
7.2A=5Ω,
答:电阻R1的阻值是5Ω.
(2)电动机的发热功率P热=I2R1=(1A)2×5Ω=5W;
电动机的总功率P=UI=36V×1A=36W,
电动机对外做功的功率P外=P-P热=36W-5W=31W;
答:电动机的发热功率是5W;电动机对外做功的功率是31W.
(3)电动机被卡住时的发热功率P热′=I2R1=(7.2A)2×5Ω=259.2W;
答:当给电动机加36V电压而电动机被卡住(电机不转)时,电动机的发热功率是259.2W.
(4)由(2)与(3)可知,当电动机被卡住其发热功率将大大提高,若不及时切断电源,
会使电动机温度很快升高,极易烧坏电动机;
答:电动机正常工作时若被卡住时,可能会烧毁电机.
(5)电动机每小时消耗的电能W=P总t=36W×3600s=1.296×105J,
汽油机消耗的能量Q=
W
η=
1.296×105J
0.4=3.24×105J,
消耗汽油的质量m=
Q
q=
3.24×105J
4.6×107J≈0.007kg;
答:如果用汽油机驱动它,效率为40%,每小时需要汽油0.007kg.
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