2018中考科學(xué)專項(xiàng)訓(xùn)練電動(dòng)機(jī)

1、 1. (6分)如圖是一電動(dòng)機(jī)通過動(dòng)滑輪提升重物的裝置示意圖。電動(dòng)機(jī)將質(zhì)量為 勻速提升的高度為h,在提升過程中，電路中的電流為I,動(dòng)滑輪的機(jī)械 效率為Y。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1Q.在一次 起吊中，該

2、“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)吊起重物的過程中消耗的電能. (2)電動(dòng)機(jī)正常工作過程中線圈產(chǎn)生的熱量. (3)該次起吊過程中“塔吊”機(jī)械部分的機(jī)械效率 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，通過滑輪組打撈水下一個(gè)均勻圓柱體重物。在 整個(gè)打撈過程中，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m=100克; 電動(dòng)機(jī)的輸入電壓U=3V,效率刀=80%忽略水的阻力、繩重和滑 輪的摩擦。試問：(1)重物在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的牽引力多大？

3、(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多少？ 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?、生產(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20。如圖為電動(dòng)機(jī)的工作電路m的重物

4、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)單刀雙擲開關(guān)S1、 S2均向上合上時(shí)，電動(dòng)機(jī)開始轉(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

5、略溫度對(duì)電阻的影響，試解答下列問題： 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)器開關(guān)閉合時(shí)，有細(xì)小電流通過器件X,接

6、著有強(qiáng)大電流通過電動(dòng)機(jī)，并將電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。(1)當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2 (選填“向上”或“向下”)合上時(shí)可 X可能是哪一種器件？A 電磁繼電器 .發(fā)電機(jī) U,電動(dòng)機(jī)消耗白電功率為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電動(dòng)機(jī)如果被卡住不轉(zhuǎn)，時(shí)間過長(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0.5當(dāng)S斷開時(shí)，電流表讀數(shù)1A;當(dāng)S閉合時(shí)，電流表讀數(shù)3A。問：(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)

7、動(dòng)能量 來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0.2Q,忽略一切摩擦, 求： (1)若太陽(yáng)能的36%專化成電能，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,在提升過程中，電路中的電流為I,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為刀。 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)

8、各處摩擦。求：(1)請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)想一想, A.靈敏電流計(jì)B C.電壓表D 若加在電動(dòng)機(jī)上的電壓是 (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，小葉開始 從閉合開關(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

9、“大于”、“小于”或“等于”)。 (3)電動(dòng)機(jī)在t1t2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)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。參考答案 1.(1)電動(dòng)機(jī)所施加的拉力F做的功為mgh/刀; (2) 電動(dòng)機(jī)所施加的拉力為mg/21； (3)電動(dòng)機(jī)提升重物所用的時(shí)間為mgh/UI刀-I。

10、 2、(1)W=Pt=3.8X104VK50s=1.9X106J P (2) I=f7=3.8X104W/380v=100A Q=I2Rt=(100A)2X0.5QX50s=2.5X105J (3) W總=亞-幃1.9X106J-2.5X105J=1.65X106J Y=W/W總X100%=(3X103kgx10N/kgX44m/1.65X106J)x100%=80% 3、(6分)(1)2N(2)0.375A(3)1.6Q 4、(6分)(1)R總=必=12v/3A=4Q R線=R總-R=4Q-2Q=2Q (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

11、殼加散熱片等 5、(1)向下 P=L7=12F?;0.4=4.SJI- (3)由圖乙可知電動(dòng)機(jī)剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流 I=1.2A,剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)，歐姆定律對(duì)電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電阻絲發(fā)熱的功率 PUI2V0.3A0.6W (3)%I2R(0.3A)220.18W 喻械 PFk0,6W0.18W0.42W 答： (1)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為 2;(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗的電功率為 0.6W;(3)機(jī)械功率為 0.42W。R二尸十=(0山八10。二】5獷 n=(4.8w-1.6w)/4.8w=66.7% 6、 (1)電動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng): U,0.40V R_1 I10.20A (2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)： U10.40V

12、,I10.20A (2分) U22V,I20.3A (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 仍適用電動(dòng)機(jī)的電阻 二1GQ (2分) (份) 7、B（1分）PP2R/U2（2分）P2R/U2（2分） 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 能轉(zhuǎn)換為熱能。造成溫度迅速升高，燒壞線圈。（2分） ； 線圈卡住時(shí)， 全部電 8、（1）10歐（2）18瓦（3）240焦 9、 解；口）假據(jù)生能的定義有； 圖下=uii=uii門分） q q7 7Q.36Q.36 二根據(jù)趣意行： 叫t t=24V20A=24V20A J500s=10JJ500s=10J門

13、分） T1 根據(jù)化可定用力： /=&三_三,X,X= =（2 2。知士乂=.分， 也 7H7H24V24V，2020A A- -4K0W4K0W門分） 所以： IF-%=4Saw-8ow=wwI分卜 10、（1）電動(dòng)機(jī)所施加的拉力F做的功為mgh/x; （2）電動(dòng)機(jī)所施加的拉力為mg/2.； （3）電動(dòng)機(jī)提升重物所用的時(shí)間為mgh/UI.-I2R。 11、（1）剛啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒有機(jī)械能，符合歐姆定律 Uvrl1UL=U-UM=U-I1 P=Ul1=（U-I1ijl1 UL 11 UI1 I1 （2）大于 2rI2（U-I1r） P熱12rUMU- I1 P電動(dòng)機(jī)UMI2 UI2 I；（UI1r） I1 （3） P電動(dòng)機(jī) P熱UI2 2 I2（UI1r） I1 I；r 笑聆樂感； 代書申轉(zhuǎn)陽(yáng)百算基將，鼾升開青，將殳照色的吊穴申陽(yáng)庫(kù)可后案中.間舍開前，株前百羽苫的滑片，便電動(dòng)VL穩(wěn)定電H向量力 F 的喇體，記I，甚1懸咐示SIUi和地生