2025中考物理一轮复习：电动机（原卷版）

第十八讲一电动机

一、思维导图

机械能

内能

P热=「总中机小2R

n=w有A/v总=PWP总zoo%

二、考点题型分类预告

题型1概念辨析题型2电动机的计算

题型3电动机卡住的情况分析题型4电动机输出功率的相关计算

题型5化学能与电能的相关计算题型6电动机相关推理证明

三、知识梳理

1.电动机模型

UU

我们可以将其看作是一个没有电阻但两端有一定的电压U的线圈M（理想的电机）与一个电阻R串联，如

图所示.从能量转化的角度看，电动机主要是通过线圈M把电能转化为机械能，还有一部分在电阻R中产

生的形式散失。

2.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较

纯电阻电路非纯电阻电路

举例白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅电动机、电解槽

能量转化情

况

输出机械能：

2

具体能量转W#i=W电一Q=Ult-IRt

2

化模型Pm=P电一P热=UI-IR

输入电能：

W电二Ult

P电二UI电动机发热：

Q=I2Rt

P热=FR

电功和电热W=QW=Q+E其他

的关系即UIt=I2RtUIt=I2Rt+E其他

电功率和热P=P热P=P热+P其他

功率的关即UI=I2R即UI=I2R+P其他

系

欧姆定律是

否成立U=IR,I=—U>IR,I<-

RR

欧姆定律成立欧姆定律不成立

W=uit、P电=UI适用于任何电路计算电功和电功率

说明Q=PRt、P热=『R适用于任意电路计算电热和热功率

只有纯电阻电路满足W=Q,P电=P热；

非纯电阻电路W>Q,P电羽热

3.电动机相关公式

（U为电动机两端的电压，I为流过电动机的电流，R电动机的内阻，t电动机工作的时间）

（1）电动机工作时将输入的电能绝大部分转化为机械能，但还有一部分转化为热能，属于非纯电阻，因此

计算时要注意含电阻的公式不能随便用。

(2)公式：基本公式：P=ULW=UIt..

推导式，在纯电阻电路中，电功和电热公式通用；电功率和电热功率公式通用：P=UI=I2R=U2/R；W=Pt=

UIt=I2Rt=(U2/R)to

在非纯电阻电路中，电热Q=PRt,电热功率：P热=PR。

(3)在计算电动机电路可用以下公式：

①电动机不转动时：无机械能输出，电能全部转化为内能，不转的时候是用来求线圈内阻r。所以W^Q；

P(6=P热=FR

②电动机正常工作时：

a.电流做功是所消耗的总能量W«=UIt；电流做功的功率Pt=UI；

b.工作时所产生的热能Q=W热=FRt；其发热功率P热=FR；

2

c.所转化的机械能W机=亚总-W热=UIt-PRt；转化的机械能功率P机=P总-Pft=UI-IR„

【能力拓展】

若机械能做功，如电机将物体升高，电动机的机械功率P苕=Gh/t=Fs/t=Fv

4.纯电阻电路与非纯电阻电路区分方法：

⑴从元器件角度识别

日常生活中的电热毯、电烙铁、白炽灯、电炉子、电饭锅、电熨斗、转子被卡住的电动机等元器件都属

于纯电阻，含这些元件的电路称纯电阻电路。电动机、电风扇、电吹风、电冰箱、电视机、电解槽、电

脑、电磁炉、蓄电池(充电)等元器件在工作时都属于非纯电阻，含这些元件的电路称非纯电阻电路。它

们在电路中的符号如下：

①纯电阻：一匚1—-®-

②非纯电阻一€)——O-

考点分析:

①常见的纯电阻电路：白炽灯、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电热毯、电炉等

常见的非纯电阻电路：电动机、电风扇、电冰箱、洗衣机等

②所谓纯电阻电路指的是工作时将电能全部转化为内能的电路。电动机属于典型的非纯电阻电路，电

动机工作时将电能主要转化为机械能，少量转化为内能。

(2)从能量转化角度识别

①纯电阻电路：电能全部转化为内能

②非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式能。其中：内能应只占少部分。

对于含电动机的电路，其它形式能为机械能；对于含电解槽的电路，其它形式能为化学能。

输出的其它形式能输入的电能-自身发热的内能

效率=xlOO%=xlOO%

~输入的电能输入的电能

四、题型分类

题型1概念辨析

1.电功率的表达式有三个，P=ULP=I2R>P=U2/R,对这三个表达式的认识正确的是（）

A.P=UI适合于纯电阻电路电功率的计算，对于非纯电阻电路不适用

B.P=FR适合于一切电路的热功率的计算

C.P=u2/R适合于一切电路电功率和热功率的计算

D.三个公式各自的适用条件与电路的连接方式有关

2.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是（）

A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多

B.W=Ult适用于任何电路，而卬U\只适用于纯电阻电路

W=1Kt=------t

R

C.在非纯电阻电路中,UI>I2R

D.焦耳热Q=l2Rt适用于任何电路

题型2电动机的计算

1.（2022•金华模拟）电吹风是现代家庭的常用电器。如图甲所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M

某电吹风的主要技术参数如图乙所示:

额定电压220V

频率50Hz

吹热风时功率88OW

吹冷风时功率80W

乙

（1）当只闭合Si时，电吹风工作Imin消耗的电能是多少J?

（2）当同时闭合Si、S2时，电吹风工作时通过R的电流为多大？

（3）当电吹风吹热风时，Imin内电流通过R产生的热量是多少J?

2.（2023•杭州一模）如图为某品牌运动果汁杯及其铭牌参数。运动果汁杯内置一个电动机，电动机通过金

属杆带动刀片旋转，将水果打成果汁。此款运动果汁杯以额定功率工作时，一次打汁时间是48s,充满电后

可以打汁20次，20次后指示灯闪烁提示电量不足，需要充电。贝心

（1）电动机正常工作时，通过线圈的电流约为A。（保留1位小数，下同）

（2）在打汁时，电动机线圈电阻为0.1Q,电动机输出的机械功率是多少？

（3）此款运动果汁杯，当电池容量低于%时需要充电。（电池容量“5100mAh是指当工作

电流为5100mA,能持续供电lh）

产品名称：运动果汁杯

产品类型：CLG-520

电池电压：7.4V

电池容量：5100mAh

额定功率：126W

容量：450mL

杯身材质：高硼联材质

产品尺寸：fl>78mmx245mm

题型3电动机卡住的情况分析

1.某同学根据如图所示电路进行实验，先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关S,移动滑动变阻

器滑片，记下电压表读数和电流表读数；后松开夹子，使电动机转轴转动，移动滑动变阻器滑片，记下电

压表读数和电流表读数.数据记录如表：

利用如表数据计算和分析：

（1）电动机不转动时，通电10s,电动机所做的电功Wi和所产生的热量Qi。

（2）电动机转动时，通电10s,电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。

（3）试比较Wi和Qi的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因

/U(V)I(A)W(J)Q(J)

不转动0.20.2W1Qi

转动3.01.2W2Q2

题型4电动机输出功率的相关计算

1.（2023•温州模拟）我们日常生活、工作中随处可见机械对我们的帮助。

（1）易拉罐拉环的实质是杠杆，如图1。拉环打开前后模型如图2。将拉环从紧贴罐身撬动至图1所示

位置的过程中，杠杆的支点是（填字母）。

（2）小明利用电动机与滑轮制作了一个可以打捞物体的模型，如图3。已知当电动机正常工作时，电动

机两端电压为10V时，电流为0.4A,可以拉动重为10N的物体，以0.3m/s的速度匀速上升。此时该装

置的机械效率为o

2.（2023•慈溪市校级模拟）如图所示，水底有一块体积lOOcn?的铝块。现用一电源电压为6V的电动机把

浸没在水中的铝块提出水面，离开水面后，铝块3s内匀速提升了1m,电路中的电流为0.2A。已知铝的

密度为2.7X103kg/m3,铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求：

（1）铝块浸没在水中受到的浮力。

（2）铝块的重力。

（3）铝块离开水面后，电动机工作3s内产生的电热。

（4）电动机线圈阻值。

3（2021•台州模拟）如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为20V且保持不变，电路中的电流为

2A,质量为3.6kg的某物体在电动机带动下以lm/s的速度匀速上升10秒，不计各处摩擦，求：

（1）电动机线圈的电阻；

（2）若将某灯泡串联在该电路中正常发光，保持电源电压不变，随后增大物体质量使电动机无法转动，

则该灯泡的亮度会发生什么变化？并证明。（忽略灯泡阻值的变化）

4.（2023•邺州区校级一模）2023年的植树节，我国利用无人机在沙漠地区播撒植物种子。如图所示的小型

四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量m=2kg的无人机从地面上由静止开始竖

直向上起飞，20s末无人机离地高度h=50m,整个运动过程中电动机提供升力F=24N,所受空气阻力

f大小不变，且无人机动能增加量AE=25J。已知动力系统的电动机工作电压U=25V,电流l=3A。下

列说法不正确的是（）

A.无人机在上升过程中做加速运动

B.20s内电动机输出的机械能（升力所做的功）为1200J

C.所受空气阻力f为4N

D.该电动机的线圈电阻约为1.7。

题型5化学能与电能的相关计算

1.如图所示，有一内电阻为4.4。的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后，接在电压为220V的直

流电路两端，灯泡正常发光，则（）

A.电解槽消耗的电功率为120W

B.电解槽的发热功率为60W

C.电解槽消耗的电功率为60W

D.电路消耗的总功率为60W

2.如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U=12V,电解槽内阻RA=2Q。当与闭合,

、断开时，电流表示数为当闭合，$、断开时，示数为且电动机输出功率

S2S3A6A;SzS3A5A,

为35W;当S3闭合，&、S2断开时，A示数为4A。求：

（1）电炉子的电阻及发热功率各多大？

（2）电动机的内阻是多少？

⑶在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？

6

题型6电动机相关推理证明

1.如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察

小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R,电

动机线圈电阻为r,电源电压为U）。由此请你回答：

，卜T|------

⑴在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为（填写表达式）。

⑵在电动机转动时，电流所做的功电流在电路中产生的热量（选填"大于"、"等于"或"小于"）。

⑶小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过后知识给以解释。

2.电动机工作时将电能转化为机械能，但因为线圈有电阻也会有电能转化为电热。如图所示，将线圈电阻

为r的电动机接到电源电压U上时，流过电动机线圈的电流为I。

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⑴推导：电动机的效率（机械能占消耗电能的百分比）=U-Ir/UxlOO%0

（2）若电动机的额定电流I=1A,电动机线圈电阻r=0.5C,工作t=lmin时间内对外输出的机械能为W=150J。试求:

①Imin时间内消耗的电能。②电动机两端的电压为多少？

五、课后巩固

1.加在某电动机上的电压是U,电动机消耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机线圈上消耗的

电热功率为（）

B.U2/rC.P2r/U2D.P-P2r/U2

2.（2022春•上城区月考）如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为110V且保持不变，电路中的

电流是5A,重500N的物体在电动机带动下以0.9m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的

电阻是多少？

3.（2022•郸州区校级模拟）某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg,电源电压

为110V,不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转动，使物体以0.9m/s的速度匀速上升时，电路中的电流

大小为5A。则电动机线圈的电阻大小为。

电动机

4.（2020.西湖区一模）某电动玩具汽车部分参数如下图所示:

电动机线圈电阻

电池电压12伏

额定电流

（1）电动机正常工作1分钟，消耗多少电能？

（2）电动机正常工作时的机械功率是多少？

（3）假定电池的输出电压恒定不变，若玩具汽车被障碍物卡住，电动机停止旋转，则持续通电一分钟会产

生多少热量?

5.如图，电动机M的线圈电阻为0.5欧，当S断开时，电流表读数为1r=0.5O安。当S闭

合时，电流表读数为3安。问：

（1）电阻R为多少？

（2）电动机的机械功率为多少？

（3）电动机工作2分钟，电动机线圈产生了多少热量?

6.（2020.上城区一模）近期一些餐厅的出现了用送餐机器人进行无接触配送，其运动依靠底部电动机带动。

已知电动机线圈为铜制，比热容为0.4X103J/（Kg「C）,整个线圈质量为0.2kg,产生的热量有80%转化为线

圈的内能，电动机与电表串联后接在24V直流电源上工作，闭合开关后发现机器人并未运动，这时电流表

示数为8A。检查发现电动机的齿轮被卡住了，排除故障后，正常工作时电流表的读数为1A。忽略所有摩

擦，计算

（1）电动机线圈的阻值；

（2）电动机正常工作时的效率；

（3）不考虑线圈与其他材料之间的热传递，在卡住的1分钟内线圈的温度会升高多少？

7.（2023•定海区三模）如图是某种锂电池的部分参数，小舟同学将电池安装到遥控车上，进行花样赛车训

练。己知小车质量为0.5千克，行驶时功率为2W,电动机效率为80%（表中“Ah”读作“安时”，2Ah表示

该电池在4V电压下能以2A的电流放电1小时）。（取g=10N/kg）求。

名称：充电式锂电池容量：2Ah

标称电压：4V

充电模式：恒流/恒压

（1）该电池充电一次可以储存的最大能量是=

（2）造成电动机效率不能达到100%的原因可能是

（3）充满电一次，可供小亮同学训练多少小时？

8.如图所示利用小型发电机给工厂中的电动机和灯泡供电，发电机的输出功率为IkW,输电电压为250V,

发电机与工厂之间距离为为400m,发电机与工厂之间两根输电导线总电阻为7.5Q,