Question

一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U=110V，電樞的電阻R=0.5Ω，當(dāng)它正常工作時(shí)通過(guò)的電流I=20A，若電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t=1分鐘．求：
（1）電流所做的功；
（2）電樞上產(chǎn)生的熱量；
（3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能．

Answer 1

分析：電動(dòng)機(jī)為非純電阻，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的同時(shí)，還有一部分電能轉(zhuǎn)化成了熱能，并且線(xiàn)圈與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)．
（1）已知通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流、電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和時(shí)間，可利用公式W=UIt計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電能．
（2）已知電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻、通過(guò)線(xiàn)圈的電流和時(shí)間，可利用公式Q=I²Rt計(jì)算線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量．
（3）已知電動(dòng)機(jī)消耗的電能和線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量，便可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)做的機(jī)械功．

解答：解：（1）電流所做的功為：
W=UIt=110×20×60 J=1.32×10⁵ J
（2）電樞上產(chǎn)生的熱量為：
Q=I²Rt=20²×0.5×60 J=1.2×10⁴ J
（3）根據(jù)能量守恒定律，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能：
E=W-Q=1.32×10⁵ J-1.2×10⁴J=1.2×10⁵ J．
答：（1）電流所做的功為1.32×10⁵ J；
（2）電樞上產(chǎn)生的熱量為1.2×10⁴ J；
（3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能為1.2×10⁵ J．

點(diǎn)評(píng)：此題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，電功的計(jì)算，熱量的計(jì)算，需要注意的是，對(duì)于非純電阻，電動(dòng)機(jī)消耗的電能并不全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在選擇公式的時(shí)候應(yīng)注意．