文档介绍：一道电动机问题的两种错解
江苏省射阳中学(224300) 孙汉成
[题目] 用一台直流电动机提升质量为50kg的物体,电源电动势为100V,电源内阻及电动机机械摩擦均不计。,电路中的电流为5A,则电动机的线圈电阻为多大?
[错解1]
根据欧姆定律 I=得 R== Ω=20Ω
剖析: 欧姆定律只适用于纯电阻电路,而电动机工作过程中,消耗的电能中仅一部分转化为内能,故属于非纯电阻电路,不可以用欧姆定律的推导形式求电阻。
[错解2] 1秒内
电流做的功 W电=UIt=100×5×1J=500J
转化成机械能△E机=△EP+△EK=mgH+mv2
=50×10××1J+×50×()2J
=
因为W电=Q+△E机所以
转化为内能 Q= W电-△E机=500J-=
由Q=I2Rt得 R==Ω=
剖析: 该解已经注意到W电= E机+ Q,通过Q=I2Rt求R,但电动机工作的过程中,物体匀速运动,其动能没有变化,只有重力势能发生了变化,故△E机=△Ep。出错的关键在混淆了能量(E)和能量的变化(△E)两个概念,与功对应的是能量的变化(△E),而非能量(E)。
[正解]
1秒内电流做的功 W电=UIt=100×5×1J=500J
转化成机械能△E 机=△Ep =mgH
=50×10××1J=450J
因为 W电=Q+△E机所以
转化为内能 Q= W电-△E机=500J-450J=50J
由Q=I2Rt得 R==Ω=2Ω
或解由P=P热+P机得
UI=I2R+Fv=I2R+mgv
R= =Ω=2Ω
[矫正练习]
微型吸尘器的直流电动机内阻一定,,,此时电动机不转,,,这时电动机正常工作,则该吸尘器的效率多高?