15章习题之电动机效率.doc.docx
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电动机效率问题
如皋初级中学 郭洁敏
教学目标:
进一步巩固运用电功、电热和效率的公式进行计算的能力;
就电动机问题帮助学生克服易错点形成正确的解题思路。
重点、难点:电动机电流的判定,效率的求解。
教学过程:
导入课题:
根据前面所学习的电功、电热等知识同学们已经会进行一些计算,但对于电动机的相关问题仍然存在一些易错的问题,今天我们就电动机的效率问题进行一个专题讲解。
讲解:
复习会议基本公式:(适用范围)
所有电路: W=Pt=UIt,Q=I2Rt,
η=W有用/W总×100%
纯电阻电路: I=U/R,U=IR,R=U/R
W=Q=Pt=UIt=I2Rt=U2t/R
近似η=100%
例题讲解:
如图所示,电源电压恒为12V,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电压表的示数为10V,此时电动机正常工作,则通电5min电流,电动机消耗的电能为多少?若电动机内部线圈的电阻为4Ω,通过电动机内部线圈产生的热量是多少?电动机的效率为多少?
易错点分析:1、容易将电动机当成纯电阻电路直接用I=U/R求电流;
2、计算η容易将Q/W来计算;
正确思路:1、根据题意可知是电动机和滑动变阻器串联的电路,要求电动机的电功、电热只能用W=UIt,Q=I2Rt;
2、因为电动机是非纯电阻电路所以I≠U/R,但是滑动变阻器是纯电阻所以可以用I=U/R,又因为串联所以电流相等,再求出W、Q;
3、对于电动机而言有用功是机械能应当将电功W减去电热Q就可以求出W机械进而求出η=W机械/W总×100%
规范解题:
解:(1)∵电动机与滑动变阻器是串联
∴IM=IR=UR/R=(U总-UM)/R
=(12V-10V)/10Ω
=0.2A
WM=UMIMt=10V × 0.2A ×5 ×60S
=600J
(2)QM=IM2RMt=(0.2A)2 ×4Ω ×5 ×60S
=48J
(3) η=W机械/W总×100%
=(WM-QM)/WM ×100%
=(600J-48J)/600J ×100%
=92%
答:电动机的电功是600J,电热是48J,效率是92%。
课堂巩固:
一台直流电动机的线圈电阻是2Ω,通过线圈的电流为5A,加在其两端的电压是220V,那么5min内的电功和效率分别是多少?
课后思考:
电动自行车越来越受到人们的青睐,不少人用电动自行车替代了摩托车.电动自行车使用前要先对车上的蓄电池充电,骑行时,蓄电池对车上的电动车供电,电动机为车提供动力.下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数:
最高车速
≤30km/h
一次充电连续行驶里程
50Km
蓄电池工作电压
36V
充电时间
8h
一次充电耗电量
0.6kW?h
电动机效率
75%
质量
40Kg
最大骑行噪声
≤62dB
若质量是60kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的0.02倍,取g=10N/kg,求:(1)行驶10分钟,电动机对自行车做的功.(2)通过电动机线圈的电流.(3)若摩托车百公里耗油2.5L,每升油4.65元,照明用电每度0.52元,试比较说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济.
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