山东省新泰市新甫中学2019年人教版中考物理复习专题-电动机计算专题训练(答案版)

电动机计算专题训练一、填空题国家生态环境部研究表示，灵巧车污染是大气污染的重要本源，为减少大气污染，电动汽车正在逐渐取代燃油汽车，电动汽车的动力源是电动机，其原理是通电线圈在受力转动，某电动汽车以60kW的输出功率沿平直路面以72km/h的速度匀速行驶车碰到的阻力为N，牵引力做功为J，汽车耗资的电能

中lmin，汽（选填“等于”、“大于”或“小于”）牵引力做的功。36电动机是一种常用的动力机械，从能量转变的角度看，它主若是把电能转变成机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式消失掉。现有一台电动机，其线圈电阻为0.4Ω，当电动机两端加220V电压时，经过电动机线圈的电流为50A．则1分钟内线圈产生的热量是J，电动机所做的机械功是J。【答案】6×104；6×105。已知一台直流电动机线圈两端的电压为6V,线圈的电阻为0.5Ω,经过电动机的线圈电流为2A,则该电动机正常工作5min耗资的电能为J;电流经过线圈产生的热量为J。【答案】360064.电动机工作时两端电压为U伏，电流为I安，电动机线圈的电阻为R欧，则该电动机工作时输出的最大机械功率为瓦，电动机正常工作t小时所耗资的电能是焦耳。【答案】UI﹣I2R；3600UIt。如图是电脑用风扇，长宽都是12cm，厚度为2.5cm，相邻孔距约为10.5cm，使用12v，0.25A电流。风扇转速平时是800～1500RPM，风量足转速低，能有不错的降温静音收效。风扇主要把电能转变成能，风扇自己也会产生热量，若是线圈电阻是0.5Ω，那么电风扇工作2h产生的热量是。【答案】机械；225J。如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则电路中的电流为A，电动机的功率为W．若玩具汽车行驶1min，则电动机线圈产生的热量是J。【答案】0.5；2；15。电动机是一种广泛应用的动力设备，它主要上把电能转变成机械能，因其线圈存在电阻，还有一小部分电能转变成内能．现有一台电动机，其线圈电阻为0.4欧，当它的两端电压为220V时，经过它线圈的电阻的电流为10A，则在1分钟内该电动机耗资的电能是________J，线圈产生的热量是________J．【答案】1.32×105；2.4×103某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，汽车运动时蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车供应动力。总质量为3×103kg，当它在水平路面上匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为300V，汽车所受阻力为车重的0.04倍。该汽车用于牵引汽车前进的机械功率和电动机电功率的比值为4：5，则该车匀速前进的速度为，该车正常行驶2h耗资的电能为。【答案】10m/s；30kW?h。9.电动机在工作时会产生大量的热，已知电动机正常工作的电压为220V，电阻为5Ω，通过的电流为10A，则5min内电动机产生的热量为J。5二、计算题1.实验室有一个小型电动机，其铭牌上标有“12V3W”字样。物理兴趣小组的同学想让这个小电动机正常工作，但手边只有一个电压恒为20V的电源，于是他们找来一个阻值合适的电阻R与之串通后接入电路（以下列图），使小电动机恰好正常工作。求：1）所串通的电阻R的阻值；2）小电动机正常工作时，电阻R耗资的电功率；3）小电动机工作时，主若是把电能转变成机械能，还有一部分能量在线圈中以内能的形式消失掉。若是小电动机正常工作时的效率是96%，则小电动机线圈电阻是多少？解：（1）因为电动机的额定功率为P额＝3W，额定电压为U额＝12V，所以电路中的电流为

I＝IR＝I

额＝

＝0.25A，而电源电压U＝20V，所以串通电阻分担的电压为：UR＝U﹣UM＝20V﹣12V＝8V，所以串通电阻为：

R＝

＝

＝32Ω，（2）电动机正常工作时，电阻耗资的电功率：PR＝URIR＝8V×0.25A＝2W；3）电动机正常工作时间为t时，耗资的电能：W电＝Pt＝P额t＝3W×t，产生的热量：22Q＝IRt＝（0.25A）×r×t，W适用＝W电﹣Q＝3W×t﹣（0.25A）2×rΩ×t，所以小电动机正常工作时的效率：η＝

＝

＝96%，解得：r＝1.92Ω。答：（1）所串通的电阻R的阻值为32Ω；（2）小电动机正常工作时，电阻R耗资的电功率为2W；（3）小电动机线圈电阻是1.92Ω。以下列图的“无人机”拥有4个旋翼，每个旋翼均由一个相同规格的电动机带动，可经过无线电进行控制，其在拍摄检查，无人配送等方面拥有广阔的远景。1）其中一个旋翼的电动机额定功率为30W，额定电压为15V．电动机正常工作时，经过的电流为多少？2）其中一个旋翼的电动机线圈的电阻为2Ω，求该单个电动机正常工作时的额定输出功率。3）该无人机所需的能量是由一块电压为15V，容量为5000mAh的电池供应，若无人机效率为70%，翱翔时的实质输出功率为100W，则该机最多能翱翔多少时间？解：（1）由P＝UI可得，电动机正常工作时经过的电流：I＝＝＝2A；（2）电动机耗资的电功率：PM＝UI＝15V×2A＝30W，电动机线圈的热功率：P热＝I2R＝（2A）2×2Ω＝8W，则电动机的输出功率：P机械＝PM﹣P热＝30W﹣8W＝22W；3）电池的输出电压为15V，容量为5000mA?h，则电池储蓄的能量：W＝UIt＝15V×5000×10﹣3A×3600s＝2.7×105J，由η＝×100%可得，电能转为的机械能：W机＝W×70%＝2.7×105J×70%＝1.89×105J，由P＝可得，该机最多能翱翔的时间：t＝

＝

＝1890s。答：（1）其中一个旋翼的电动机额定功率为

30W，额定电压为

15V．电动机正常工作时，经过的电流为2A；（2）其中一个旋翼的电动机线圈的电阻为

2Ω，该单个电动机正常工作时的额定输出功率为22W。（3）该无人机所需的能量是由一块电压为15V，容量为5000mAh的电池供应，若无人机效率为70%，翱翔时的实质输出功率为100W，则该机最多能翱翔1890s。小轿车电动机启动时车灯会瞬时变暗，其原因可用以下列图电路讲解。在打开车灯的情况下，电动机未启动时，电流表示数为I＝10A，电动机启动时电流表示数为I′＝58A，若是电源电压为U＝12.5V，电阻r＝0.05Ω，电流表电阻忽略不计，求：（小灯泡电阻不随温度变化）1）电动机未启动时，车灯的电功率为多少？2）因电动机启动，车灯的电功率减少了多少？（3）若是此小轿车电动机行家驶过程中突然发生故障，内部线圈1min产生了6×104J的热量，则此电动机线圈的电阻rM是多少？（故障对车灯没有影响，且电路满足欧姆定律）解：（1）由题意可知，电源的电阻r＝0.05Ω，电动机没有启动时，车灯与电源的电阻串通，由欧姆定律和电阻的串通可得电路中的电流：I＝，则车灯的电阻：R＝﹣r＝﹣0.05Ω＝1.2Ω；电动机未启动时，车灯的电功率为：PL＝I2R＝（10A）2×1.2Ω＝120W；（2）电动机启动后，电动机与车灯并联后再与电源的电阻串通，设此时灯的电压为U′L，依照串通电路电压的规律及欧姆定律可得，此时灯的电压：U′L＝U﹣I′r＝12.5V﹣58A×0.05Ω＝9.6V，此时车灯耗资的电功率为：P′L＝＝＝76.8W，车灯的功率减小量：△P＝PL﹣P′L＝120W﹣76.8W＝43.2W；（3）由欧姆定律可得，此时经过车灯的电流：I′L＝＝＝8A，依照并联电路电流的规律，经过电动机线圈的电流：IM＝I′﹣I′L＝58A﹣8A＝50A，依照Q＝I2Rt可得，电动机线圈的电阻：rM＝＝＝0.4Ω。答：（1）电动机未启动时，车灯的电功率为120W；（2）因电动机启动，车灯的电功率减少43.2W；（3）若是此小轿车电动机行家驶过程中突然发生故障，量，则此电动机线圈的电阻rM是0.4Ω。

内部线圈

1min

产生了

6×104J

的热某款新式电动汽车的性能参数如表所示，请回答以下问题。（1）电动机是电动汽车的核心部件，电动机正常工作时，电能转变成能，电动机的工作原理是。（2）电动机正常工作时，经过线圈的电流是多大？（3）同种类号的燃油汽车在相同条件下百公里耗资汽油为10L，请经过计算比较两种汽车33的百公里能耗，并说明能耗不相同的主要原因。汽油的密度ρ＝0.7×10kg/m，汽油的热值

q4.6×107J/kg。（4）汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速地域，以下列图。当该车运动到距测速仪370m时，测速仪向该车出一超声波信号，2s后收到从车返回的信号，超声波在空气中流传速度为340m/s，求该车的速度。解：（1）电动机正常工作时，将电能转变成机械能，是利用通电线圈在磁场中受力转动原理工作的；（2）电动机正常工作时，由P＝UI可得，经过线圈的电流：I＝

＝

＝100A；（3）燃油汽车行驶100km耗资汽油的体积：33由ρ＝可得，燃油汽车行驶100km耗资汽油的质量：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.01m3＝7kg，汽油完好燃烧释放的热量：78Q放＝mq＝7kg×4.6×10J/kg＝3.22×10J，W＝15kW?h＝15×3.6×106J＝5.4×107J，内燃机工作时，是燃油燃烧时将化学能转变成内能再将内能转变成机械能，能源的利用率较低，电动机正常工作时，将电能转变成机械能，能源利用率较高，所以，每百公里电动汽车耗资的能源小于燃油汽车耗资的能源；（4）设汽车的速度为v，超声测速仪发出的信号＝1s后与汽车相遇，由v＝可得，在这段时间内，汽车的行程与超声波的行程关系式为：v×1s+340m/s×1s＝370m，解得：v＝30m/s。答：（1）机械；通电线圈在磁场中受力转动；（2）电动机正常工作时，经过线圈的电流是100A；87（3）燃油汽车每百公里耗能3.22×10J，电动汽车每百公里耗能5.4×10J，两种汽车百公里能耗不相同的主要原因是燃油汽车能源的利用低、电动汽车能源的利用率高；（4）该车的速度为30m/s。一种常有的电动自行车，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机供电，电动机为车供应动力。如表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。请回答：（1）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，碰到的阻力是人与车总重的0.02倍。求：行驶10min，电动机对自行车做的功。（2）若摩托车每行驶10km耗油0.5L，油价约6元/升，照明用电的电费约0.6元/千瓦时，请经过计算说明使用电动自行车与摩托车哪一种更经济。（3）该电动自行车的一个轮胎与地面的接触面积为260kg的人骑该电动自0.005m，则一个行车在公路上行驶时对路面的压强是多少？解：（1）因电动车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，碰到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动车碰到的牵引力：F=f=0.02G=0.02mg=0.02×（60kg+40kg）×10N/kg=20N，由v=

可得，电动车行驶距离：s=vt

=6m/s×10×60s=3600m，电动机对自行车做的功：W=Fs=20N×3600m=7.2×104J；（2）电动车每行驶50km耗电的花销为0.6kW?h×0.6元/kW?h=0.36元，摩托车每行驶50km耗电的花销为2.5L×6元/L=15元，由此可知，每行驶50km的行程，电动自行车比摩托车的花销低很多。所以使用电动车更经济；（3）电动自行车行驶时，对地面的压力：F′=G总=（m车+m人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N，受力面积：22S=2×0.005m=0.01m，电动自行车行驶时对地面的压强：p==

=1×105Pa；答：（1）行驶10min，电动机对自行车做的功为7.2×104J。（2）使用电动车更经济。5（3）一个60kg的人骑该电动自行车在公路上行驶时对路面的压强是1×10Pa。以下列图是某型号家用洗碗机的外形图，其部分参数以下表所示。这种洗碗机标准冲洗的工作过程是：先打开进水阀使水箱内进水，再经过电加热管将水箱内的水加热至设定温度，尔后电动机带动水泵将水箱中的热水抽出，经过喷水管冲洗洗碗机内的餐具。（1）若某次标准冲洗时先打开进水阀使水箱内进水10kg，再经过电加热管将进水加热，吸取了2.1×106J的热量后加热到了设定的水温，则进入水箱中的水的初温是多少？（C水＝3（2）若本次标准冲洗时电加热管的加热效率是87.5%，加热时间为25min，则电加热管的加热功率是多少W？3）若本次标准冲洗整个工作过程共用时75min，共耗资的电能是0.8kW?h，则洗碗机内的电动机功率大体是多少W？解：（1）由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，水箱中水的初温：t0＝t﹣＝70℃﹣＝20℃；（2）由η＝可得，电加热管耗资的电能：W1＝＝＝2.4×106J，电加热管的功率：P＝＝＝1600W；（3）洗碗机总合耗资的电能：W总＝0.8kW?h＝2.88×106J，电动机工作时耗资的电能：W2＝W总﹣W1＝2.88×106J﹣2.4×106J＝4.8×105J；电动机的功率：P2＝＝＝160W。答：（1）进入水箱中的水的初温是20℃；2）电加热管的加热功率是1600W；3）洗碗机内的电动机功率大体是160W。无人机航拍影像拥有高清楚、高现实性的优点。下表是某小型无人机的部分参数：（电池容量＝放电电流×放电时间，比方，

1mAh是指以

1mA的电流能连续工作

lh

。帧/秒是指每秒拍摄的画面数）。（1）人们是利用遥控器经过

传输信息控制无人机的，其有效控制距离最少为km。（2）小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲所示，交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中，高速摄像机拍摄帧数为110帧，据此判断小轿车可否