中考科學(xué)專項(xiàng)訓(xùn)練電動(dòng)機(jī)

第頁(yè)1.（6分）如圖是一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)滑輪提升重物的裝置示意圖。電動(dòng)機(jī)將質(zhì)量為m的重物勻速提升的高度為h，在提升過(guò)程中，電路中的電流為I，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為η。假設(shè)電源電壓U保持不變，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R，不考慮電動(dòng)機(jī)各處摩擦。求：（1）電動(dòng)機(jī)所施加的拉力F做的功；（請(qǐng)用題干所給的字母表示，下同）（2）電動(dòng)機(jī)所施加的拉力F；（3）試從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度，求電動(dòng)機(jī)提升重物所用的時(shí)間。2.我們?cè)谝恍﹫?chǎng)館和樓房建設(shè)工地上，常見(jiàn)一種“塔吊”的起重設(shè)備，其主要組成為電動(dòng)機(jī)和機(jī)械兩部分，如圖所示．假設(shè)某“塔吊”配置的電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有：額定電壓380V，額定功率38kW，線圈電阻1Ω．在一次起吊中，該“塔吊”電動(dòng)機(jī)正常工作50s，把質(zhì)量為3t的重物吊起44m（g取10N/kg）．求：（1）電動(dòng)機(jī)吊起重物的過(guò)程中消耗的電能．

（2）電動(dòng)機(jī)正常工作過(guò)程中線圈產(chǎn)生的熱量．

（3）該次起吊過(guò)程中“塔吊”機(jī)械部分的機(jī)械效率電動(dòng)機(jī)3．（6分）如圖所示是打撈水下重物的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪疽鈭D。直流電動(dòng)機(jī)固定于岸上某處，通過(guò)滑輪組打撈水下一個(gè)均勻圓柱體重物。在整個(gè)打撈過(guò)程中，重物以0.15米/秒的速度勻速上升。已知重物質(zhì)量m=700克，其密度是水的3.5倍；動(dòng)滑輪的質(zhì)量m0=100克；電動(dòng)機(jī)的輸入電壓U=3V，效率η=80%。忽略水的阻力、繩重和滑輪的摩擦。試問(wèn)：（1）重物在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的牽引力多大？（2）重物在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)的輸入電流多大？（3）電動(dòng)機(jī)線圈電阻最大不超過(guò)多少？電動(dòng)機(jī)4.（6分）純電動(dòng)汽車(BladeElectricVehicles，BEV)是一種采用單一蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源的汽車，它利用蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源，通過(guò)電池向電動(dòng)機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)汽車行駛。電動(dòng)機(jī)在我們?nèi)粘Ｉ睢⑸a(chǎn)中起著尤為重要的作用。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的瞬間會(huì)有很大的電流，對(duì)電動(dòng)機(jī)和蓄電池都有很大的損害。同時(shí)在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)還要做好必要的散熱，防止燒壞電動(dòng)機(jī)。小明同學(xué)對(duì)一玩具汽車中的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，電動(dòng)機(jī)的額定電壓為12V，核定功率6w，線圈電阻2Ω。如圖為電動(dòng)機(jī)的工作電路圖，R為啟動(dòng)電阻，先閉合K1啟動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，再閉合K2，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。求（1）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)是電路電流不能超過(guò)3A，則電路中的啟動(dòng)電阻的阻值至少多大？（2）當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束，K2閉合后電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電流表的的電流值多大，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的的效率為多少？（3）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，不僅損耗能量，同時(shí)溫度過(guò)高會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)，請(qǐng)談?wù)勀愕挠^點(diǎn)，正常工作時(shí)減少存在的問(wèn)題。5.（7分）用12V的電源為微型電動(dòng)機(jī)供電的電路如圖（甲）所示．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1、S2均向上合上時(shí)，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，電流I隨時(shí)間t變化的圖象如圖（乙）所示．當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作．已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)歐姆定律不適用，并忽略溫度對(duì)電阻的影響，試解答下列問(wèn)題：（1）當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1、S2

（選填“向上”或“向下”）合上時(shí)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率（3）求電動(dòng)機(jī)的電阻及正常工作時(shí)的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率6.（7分）某同學(xué)對(duì)錄音機(jī)中的小電動(dòng)機(jī)用如圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.40V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.20A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.0V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.30A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：（1）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻。（2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗的電功率。（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械功率。7.（7分）如圖顯示某汽車起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電路。當(dāng)起動(dòng)器開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，有細(xì)小電流通過(guò)器件X，接著有強(qiáng)大電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)，并將電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。(1)請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)想一想，X可能是哪一種器件？▲A．靈敏電流計(jì)B．電磁繼電器C．電壓表D．發(fā)電機(jī)⑵若加在電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)輸出功率為▲線圈上消耗的電熱功率為▲⑶電動(dòng)機(jī)如果被卡住不轉(zhuǎn)，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)燒壞線圈，這是為什么？8、（6分）如圖，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為0.5Ω，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電流表讀數(shù)1A；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表讀數(shù)3A。問(wèn)：（改編）（1）電阻R為多大？（2）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為多大？（3）電動(dòng)機(jī)工作2分鐘，電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生了多少熱量？9.在杭州的大街小巷，總是能看到標(biāo)有“微公交”字樣的綠白相間的電動(dòng)汽車，驅(qū)動(dòng)能量來(lái)源于車載可充電蓄電池或其他能量?jī)?chǔ)存裝置。如圖電動(dòng)車內(nèi)部蓄電池上標(biāo)有“24V，300Ah”字樣，電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有“24V，20A”，若電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是0.2Ω，忽略一切摩擦，求：

（1）若太陽(yáng)能的36%轉(zhuǎn)化成電能，要把該車蓄電池充滿需轉(zhuǎn)化多少太陽(yáng)能？

（2）該車電動(dòng)機(jī)正常工作25min，將消耗多少電能？

（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈的發(fā)熱功率和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率．10.（6分）如圖是一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)滑輪提升重物的裝置示意圖。電動(dòng)機(jī)將質(zhì)量為m的重物勻速提升的高度為h，在提升過(guò)程中，電路中的電流為I，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為η。假設(shè)電源電壓U保持不變，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R，不考慮電動(dòng)機(jī)各處摩擦。求：（1）電動(dòng)機(jī)所施加的拉力F做的功；（請(qǐng)用題干所給的字母表示，下同）（2）電動(dòng)機(jī)所施加的拉力F；（3）試從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度，求電動(dòng)機(jī)提升重物所用的時(shí)間。11．（6分）如圖是小葉來(lái)研究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否對(duì)電路電流大小影響的電路圖，小葉開(kāi)始從閉合開(kāi)關(guān)后，電路中電流大小的變化與時(shí)間的關(guān)系如圖所示（已知：電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r，電源電壓為U），忽略溫度對(duì)電阻的影響。（1）燈泡的電阻是多少？小明剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電燈的功率是多少？（2）在電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路中電流所做的功電路中電流所產(chǎn)生的熱量（填“大于”、“小于”或“等于”）。（3）電動(dòng)機(jī)在t1~t2的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)算這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。12.（7分）小金利用如圖所示的電路做演示實(shí)驗(yàn)，用電動(dòng)機(jī)提升不同質(zhì)量的重物穩(wěn)定上升。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)重物的質(zhì)量變化時(shí)，電流表的示數(shù)也隨之變化，電動(dòng)機(jī)的電功率也發(fā)生變化。因此猜想如果保證電動(dòng)機(jī)的電流不變，電動(dòng)機(jī)的電功率將和重物的質(zhì)量無(wú)關(guān)。請(qǐng)你利用圖中的器材，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要添加適當(dāng)?shù)钠鞑?，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)判斷小明的觀點(diǎn)是否正確。（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，并寫(xiě)出根據(jù)數(shù)據(jù)判斷小明觀點(diǎn)是否正確的方法。參考答案1.（1）電動(dòng)機(jī)所施加的拉力F做的功為mgh/η；（2）電動(dòng)機(jī)所施加的拉力為mg/2η；（3）電動(dòng)機(jī)提升重物所用的時(shí)間為mgh/UIη-I2Rη。2、（1）W=Pt=3.8×104W×50s=1.9×106J（2）I==3.8×104W/380v=100AQ=I2Rt=（100A）2×0.5Ω×50s=2.5×105J(3)W總=W-W1=1.9×106J-2.5×105J=1.65×106Jη=W有/W總×100%=（3×103kg×10N/kg×44m/1.65×106J）×100%=80%3、（6分）（1）2N(2)0.375A(3)1.6Ω4、（6分）(1)R總=U/I=12v/3A=4ΩR線=R總-R=4Ω-2Ω=2Ω(2)I=W/P=12V/6W=2A(3)電動(dòng)機(jī)的線圈使用電阻率更小的導(dǎo)線，在電動(dòng)的的外殼加散熱片等5、（1）向下（2）由圖乙可知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流I=0.4A，則電動(dòng)機(jī)消耗的電功率（3）由圖乙可知電動(dòng)機(jī)剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流I′=1.2A，剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，歐姆定律對(duì)電動(dòng)機(jī)仍適用電動(dòng)機(jī)的電阻，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電阻絲發(fā)熱的功率n=(4.8w-1.6w)/4.8w=66.7%6、7、⑴B(1分)⑵P－P2R/U2(2分)P2R/U2(2分)⑶從能量角度上講，正常工作時(shí)，大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外做功;線圈卡住時(shí)，全部電能轉(zhuǎn)換為熱能。造成溫度迅速升高，燒壞線圈。(2分)8、（1）10歐（2）18瓦（3）240焦9、10