2019高考物理三轮冲刺大题提分大题精做9电功电功率.docx
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1、1大题精做九 电功 电功率1如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内阻 r0.8,电路中另一电阻R10,直流电压 U160V,电压表示数 UV110V。试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以 v1m/s 匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量。( g 取 10m/s2)【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻 R 的分压 UR U UV(160110)V50V流过电阻 R 的电流 IR A5AURR 5010即通过电动机的电流, IM IR5A。(2)电动机的分压 UM UV110V输入电动机的功率 P 电 IMUM550W。(3)电动机的发热
2、功率 P 热 I r20W2M电动机输出的机械功率 P 出 P 电 P 热 530W又因 P 出 mgv,所以 m 53kg。P出gv2有一个直流电动机,把它接入 0.2 V 电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是 0.4 A;若把电动机接入 2.0 V 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是 1.0 A。则电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大?【解析】当电动机转子不转时,电动机无机械能输出,故电能全部转化成内能,相当于纯电阻电路,欧姆定律成立。当电动机转动时,一部分电能转化成机械能输出,但因线圈有电阻,故又在线圈上产生内能
3、,输入的电功率 P 电 P 热 P 机 。接 U0.2 V 电压时,电动机不转,电流 I0.4 A,根据欧姆定律,线圈电阻 R 0.5 UI 0.2 V0.4 A当接 U2.0 V 电压时,电流 I1.0 A,故输入电功率 P 电 U I2.01.0 W2.0 W消耗热功率 P 热 I 2R1.0 20.5 W0.5 W故输出功率即机械功率P 机 P 电 P 热 (2.00.5) W1.5 W。如果正常工作时转子被卡住,则电能全部转化成内能,故其发热功率 P 热 W8 WU 2R 220.51有一电动机,其铭牌上标有“100V50W” ,当给此电动机接上 100V 的电源使其正常工作时,测得它
4、可以将2重 10N 的物体以 4m/s 的竖直速度匀速提起,求:(1)此电动机的线圈电阻为多大;(2)为了让此电动机和一个“100V30W”的白炽灯在一个输出电压为 200V 的电源带动下都能正常工作,有人设计了如图电路,请计算电路中的附加电阻的阻值。【解析】 (1)电动机正常工作时输出的机械功率为:P 机 Gv104W40W所以其正常工作发热功率为:P 热 P-P 机 50-4010W正常工作电流为: IPU 50100A0.5A根据焦耳定律:P 热 I 2 r根据以上可得电动机内阻:r 40。10052(2)白炽灯泡正常工作时的电流为: ILPLUL 30100A0.3A所以分流电阻 R
5、上应流过的电流为 IRI-I L0.5-0.30.2A根据欧姆定律,分流电阻 R 的阻值应为 。RUIR 1000.25002利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势 E6V,电源内阻 r1,电阻 R3,重物质量 m0.10kg,当将重物固定时,理想电压表的示数为 5V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为 5.5 V,求:(不计摩擦, g 取 10m/s2)(1)串联入电路的电动机内阻;(2)重物匀速上升时的速度大小;(3)匀速提升重物 3m 需要消耗的电能。【解析】 由题,电源电动势 ,电源内阻 ,当将重物固定时,电压表的示数为 5V,则根据闭
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