初中物理中考电动机问题.doc

名师课堂——关键教方法

名师堂学校 季班讲义 年级： 第 讲 时间： 授课教师：
初中物理中的电动机问题
【思维点拨】
公式W=UIt是普遍适用的公式，而，适用在电能完全转化成热能的情况。如果电路中还包含有电动机、电解槽等用电器，这时电能除部分转化为热能外，还要转化为机械能、化学能等，这时电功只能用计算，而不能用，计算了。
【解题关键】
利用电动机轴不转动，求出电动机的线圈的电阻（设电源电压为U总）；
一台电动机，电源的电压为U总恒定且保持不变，先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为I1然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为I2。则该电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为多少？该电动机的机械功率是多少？
【知识点一、电动机的机械效率的物理意义】即所转化的机械能所占消耗的总电能之比，一般也用百分数表示。电动机的效率为η＝E/W总（其中E是电动机消耗电能转化成的机械能，W总是电动机消耗的电能总和）
（1）电动机消耗的总电能为
（2）产生的内能为
（3）有效的机械能为
（4）电动机的效率为
【知识点二、电动机的机械功率】
机械功率＝总功率－发热功率（即：）
（1）该电动机的总功率是：
（2）该电动机的发热功率是：
（3）电动机的机械功率是：
【思维点拨】
利用电动机轴不转动，求出电动机的线圈的电阻（设电源电压为U总）；
【典型应用】
例1．一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V，线圈内阻为2Ω，线圈中电流为10 A，则这台电动机正常工作10s消耗的电能为多少?
例2．有一台“220 V，1OO W”的洗衣机，由于使用不当，造成电动机卡死，电动机由于温度升高而被烧坏，已知这台电动机内的线圈阻值为2 欧，则这台洗衣机正常工作2 min消耗多少电能?电动机被卡死时，2 min产生多少热量?
【拓展演练】
1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为220 V，线圈内阻为2Ω，它正常工作1 min消耗的电能为66 000 J，求通过电动机线圈内的电流。
2．有一额定电压为6V的电动机通电后，当其自由转动时，用电流表测得其工作电流为0.6A，若用手捏着转头不让其转动，测得其电流为2A，则该电动机的机械效率为（ ）
A．91% B．9% C．30% D．70%
3．（08安徽）如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A。问：
（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少，
2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
4． (08云南)电动自行车既环保又节能，深受城市居民喜爱。下表是小王同学的电动自行车的有关数据。小王质量为50kg，从学校匀速回到家用时20min，距离为5.4km。根据相关信息求小明回家过程中：
（1）电动自行车速度大小；（2）电动自行车牵引力所做的功；
（3）电动自行车消耗的电能。
电动自行车
自重m／㎏
电能转化为机械能
的效率η
工作电
压U／V
行驶速度
v／(km·h-1)
骑车人质量为50 ㎏
时的平均阻力f／N
40
75％
36
≤36
20

考场练兵】
一、单项选择题（每小题3分，共36分）
1．下列说法中，正确的是( )
A电磁铁是利用电流的磁效应制成的 B发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
C电动机是利用电磁感应现象制成的　　D奥斯特实验说明利用磁场可以产生电流
2．第一个发现电磁感应现象的科学家是( )
A奥斯特     B法拉第          C安培        D沈括
3．下列家用电器中，应用了电动机的是( )
A．电熨斗和日光灯 B．电风扇和洗衣机 C．电饭锅和微波炉 D．电热毯和电热水壶
4．直流电动机中使用了换向器，它的作用是( )
A自动改变线圈外的电流方向 B自动改变线圈的转动方向
C自动改变线圈中的电流方向 D自动改变磁感线的方向
5．下列应用中，将机械能转化为电能的是( )
A动圈式话筒 B抽水机 C电风扇 D电炉
6．下述电器使用现象中，由电能转化为机械能的是( )
A电动抽水机抽水 B电水壶烧水 C用蓄电池点灯照明 D用发电机发电
7．在图1所示的实验装置图中．能够说明电磁感应现象的是( )

8．在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是( )
A．改变磁场的强弱 B．改变电流的大小
C．只改变电流方向或只改变磁场方向 D．同时改变电流方向和磁场方向
9．要使直流电动机的转速加快，下列采取的措施不可靠是( )
A增大线圈中的电流 B更换电压较高的直流电源
C将磁铁的两极对调 D再增加一个磁铁，使该磁铁的磁场与原有的磁场方向一致
10．小芳学了电磁感应现象后，用图2所示的实验装置来验证，图中ab是一根导线，闭合开关，把ab迅速向左移动时，看不出电流表指针偏转，对此，小芳做了如下分析，你认为正确的是( )
A．感应电流太小，无法使电流表指针偏转 B．铜导线太细，应换用较粗的铜棒
C．应把ab改为向右运动 D．应把ab改为上下运动

11. 如图3所示，闭合电路的一部分导体在磁场中运动，不能产生感应电流的图是（ ）
12．下列对感应电流大小无影响的因素是（　　）
A．线圈的匝数　 B．磁场的方向 C．磁场的强弱　 D．线圈的转速
13．下图中能够正确反映电动机工作原理的图是（ ） ，它的能量转化正确的是答案（ ）
A.电能转化为化学能 B.化学能转化为电能 C.机械能转化为电能 D.电能转化为机械能

二、填空题（每小题3分，共24分）
14．电动机的主要部件是______和_______，它利用________________的原理使线圈转动。
15．在电磁感应现象中，闭合电路中的部分导体在_________中作__________运动，导体就产生了电流，这种电流叫 ____________________________________
16．在电磁感应现象中，导体中的电流方向，跟___________方向和____________方向有关，若将这两个方向同时反向，则导体中的电流方向与原来的方向相_________
17．如图4是探究磁场对电流作用的实验装置，开关闭合后，导体棒AB会运动，这说明了________，导体棒AB 的运动方向与________和_________都有关系。
18．做图5所示的小实验，用手拨动小风扇叶片，带动转子转动，转动越快，发现小灯泡发光的的亮度越___ ，微风电扇居然变成了“发电机”该实验中______能转化为_______能。
19．如图6是动圈式麦克风的结构示意图。当你对着它说话或唱歌时，人声带由于_____________而产生的声音，通过空气传播到膜片，使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动，线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的__________线圈在运动中能量的转化情况是___________________-能。
20．图7是小明同学探究“让线圈转起来”的实验装置图，线圈能转动的原因是________________，实验中为了使线圈能持续转动，采取的措施是________________；此装置就是一台小____________机的模型。
21．跟热机相比，电动机具有______、停止方便、构造_____、体积小、效率高、对环境污染________等优点。
三、作图或简答题（共18分）
22．请将图8所示的器材连成一个可用来探究电动机的转速与电流大小有关的电路（6分）
23．在组装好所示的直流电动机后，接通电源，若出现下列现象，请分析原因，然后将故障现象和可能原因用线连起来：（6分）
①电动机不转，但用手轻轻拔动一下线圈，电动机就能顺利转动起来
A．摩擦阻力太大
②转动较慢，显得很吃力
B．换向器与电刷接触不良
③电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机才能转动起来
C．启动前线圈刚好处于平衡位置
24．判断扬声器是否损坏的方法通常有两种，一种是：将一节电池的正负极用导线与扬声器的两极碰触，若扬声器能发出“喀啦—喀啦”声，则说明它是好的；另一种是：找一个灵敏的电流表，将电流表的两个接线柱用导线与扬声器的两极连接好，然后用手稍用力向内按扬声器的纸盆（即音膜），若电流表的指针会偏转，也说明该扬声器是好的。请简述这两种判断方法的依据或原理。（6分）
四、计算与综合题（24题13分，25题9分，共22分）
25．已知某玩具电动机的线圈电阻为1．5Ω，若将线圈直接接到电压为3V的电路中（不让线圈转动），通过线圈的电流是多少？（5分）当电动机正常工作时，你认为通过线圈的电流是比这个电流值大还是小？（3分）请设计一个实验来验证，写出你所用的器材，并简述你的方法。（5分）
26．图9是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机，金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的．金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流．某校探究小组仿制了这个发电机装置(如图10)，对影响电流大小的因素进行如下探究：
①当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟__________________有关；
②保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟__________________有关；
③保持圆盘转速不变，换用_________，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱有关。
图9 图10

27、电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A，问：
(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少?
(2)已知电流通过导体时产生的热量Q＝I2Rt，若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?
(3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?电动机的效率是多少？
【考场练兵】答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
A
B
B
C
A
A
B
C
C
A
D
B
C
D
14．定子，转子(磁体，线圈)；通电导体在磁场中受到力的作用
15．磁场，切割磁感线，感应电流
16．导体运动，磁感线，同
17．通电导体在磁场中受到了力的作用，磁场方向(磁感线方向)，电流方向
18．亮，机械，电。
19．振动,电流,机械能转化为电能。
20．通电导体在磁场中受到力的作用，线圈两端漆包线去掉一半漆，电动。
21．启动（开动），简单，小
22略。
23．①——C；②——A；③——B
24．前一种：通电导体在磁场中受到力的作用。使纸盆振动而发出声音；
后一种：电磁感应。向内按动纸盆带动纸盆上的线圈作切割磁感线的运动，从而产生感应电流。
25．2A； 电动机正常工作时，通过线圈的电流比这个2A电流值小。
器材：电源、开关、导线、电动机、电流表
方法：将这些器材连成一个串联电路，先用电流表测出电动机线圈不转时的电流，再用电流表测出电动机正常工作时的电流，比较两次电流的大小即可。
26．①转速 ②导线长度 ③磁性更强的磁铁
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