我有一道极长而有意思的物理题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/28 10:35:59
请先看题(在图上)再看我的分析过程

分析过程:由于当电动机的扇片不转时,电流为2A.扇片工作时,电流为0.6A,可知电动机分为两部分
一部分是扇片(我用它比喻消耗电能来工作的部分),一部分是只消耗电能没有用的部分。当电路中加入工作的扇片时(即加入了扇片的电阻),电流减小。说明电动机的两部分是串联的(串联电阻比任何一个都大)。
设消耗电能工作的部分的电阻为R1,只消耗电能没有用的部分的电阻为R2,电源电压为U。
则U/R2=2A① U/(R1+R2)=0.6A②
①÷②得(R1+R2)/R2=10/3,化简得R1=7/3R2

则当电动机正常工作是,扇片消耗的电能即产生的动能W有用=U1•I1•t=(I1)^2•R1•t
电动机消耗的电能为W=U•I•t=(I)^2•(R1+R2)•t
则电动机的效率为W有用/W=(I1)^2•R1•t/(I)^2•(R1+R2)•t
由于两部分串联,I1=I
则W有用/W=[(I1)^2•R1•t]/[(I)^2•(R1+R2)•t]=R1/(R1+R2)=7/3R2/(7/3R2+R2)=(7/3)/(10/3)=70%

不知有没有错,请指教。
我想问 xrjwang,为什么R的电阻是U/2,不是U/0.6.

应该是对的,不过不过很麻烦也很抽象,
正常做是,设电源电压为U,则电机电阻为R=U/2,
则P有用=IU-I^2*R=0.6*U-0.6*0.6*U/2
效率是:P有用/P=(0.6*U-0.6*0.6*U/2)/(0.6*U)=(0.6-0.6*0.3)/0.6=0.7
电动机里是有线圈的,线圈有电阻的,这个电阻一般不大,因为线圈就是一段很长很细的导线。
电动机转动时,线圈不但有电阻,而且线圈做切割磁感线运动,线圈内部的磁场会发生变化,进而产生与电源电动势相反的感应电动势,形成感抗(不知道能不能称他为感抗,不过感应电动势肯定使线圈的电流有减小的趋势),两个同时作用,相当于你说的电阻增大了;
电动机不转时,电动机里面的线圈和普通导线一样,只有电阻,没有感抗,此时电机就是一个电阻值很小纯电阻,电流会比正常工作时候电流大得多,所以如果电动机因为某种原因卡住不转了,就很可能烧毁电机。
说实话我不是专家,这些我也只是了解点,可能解释不清

你写的结果是对的,我看有点烦琐,试试下面的,看是不是更好:

η=(W机/W总)*100%
=((W总-W热)/W总)*100%
=((U*I2*t-I2^2*R)/(U*I2*t))*100%
=((U*I2*t-I2^2*(U/I1))/(U*I2*t))*100%
={(I2-(I2^2/I1))/I2}*100%(把上式上的U、t消去)
={(0.6-0.36/2)/0.6}*100%
=(1-0.3)*100%
=70%

好多星星

电机转动时,应该只有电感,而不会额外产生电阻。因为绕线是固定的。
转动时电阻应当不变,总功率变成按住时候的0.6/2,发热功率变成按住时候的(0.6/2)^2,而按住不动的时候发热功率等于总功率,因此效率为1-(0.6/2)^2/(0.6/2)=0.7

其实一眼就能看出答案:
因为:
P=UI
电阻消耗的功率=I*I*R
U阻=IR
当电流=2A,U阻=U
当电流=0.6,U阻=30%U
效率=1-30%=7