高中物理含电动机电路的分析方法

含电动机电路的分析分为两种情况，一种是电动机正常工作情况，另一种是电动机被卡住情况，下面刘叔物理分别讨论两种情况。

电动机正常工作情况

对于一般的电动机而言，电动机消耗的电能W=UIt，因为电动机有内阻，产生的热能Q=I²Rt，设电动机对外做功为W’，根据能量守恒可得W=Q+W’。

从功率的角度可得P=P热+P机，其中P=UI为电动机消耗的电能总功率，由加在电动机两端的电压和电流决定，P热=I²r，为线圈内阻消耗的热功率，P机为电动机对外做功的机械功率。

正常工作的电动机一定是非纯电阻，此时欧姆定律I=U/R不适用，电动机两端的电压U=IR+U出，R为电动机的内阻，U出为电动机的输出电压，U可以通过将电压表加在电动机两端测出。电动机如果与电阻串联，通过电动机和电阻的电流相等；电动机如果与电阻并联，电动机和电阻两端的电压相等。

电动机被卡住时的情况

当电动机被卡住时，电动机不对外做功，变为纯电阻，其消耗的电能全部转化为热能，此时，一切适合纯电阻电路的规律和结论它都适用，但这样会导致通过电动机的电流过大，很可能会烧坏电动机。

例题：

1、如下图所示，电源电动势E=60V，内阻r=1Ω。电阻R=1Ω，电动机的内阻Ro=1.6Ω，电压表的示数Uo=50V，电动机工作正常，求电动机的输出功率。

解析：由E=Uo+I（r+R）可得，电路中的电流I=5A，由电动机能量关系，P出=Uo — I²Ro=210W

2、如下图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，指示灯RL的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻RM为2Ω，当开关S闭合时，指示灯RL的电功率P=4W．求：

（1）流过电流表A的电流

（2）电动机M输出的机械功率

答案：（1）2A （2）7.5W

3、如下图所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电路中，电源内阻r=1Ω，电炉的电阻R1=19Ω，电动机线圈的电阻R2=2.0Ω。当开关S断开时，电源内电路消耗的功率P=25.0W；当S闭合时，干路中的电流I=12.6A。

（1）求电源的电动势E。

（2）求S闭合后电动机的机械功率。

（3）若S闭合后，正常转动的电动机的转子突然被卡住而停止转动，则电源的总功率为多大？（结果保留两位有效数字）

答案：（1）100V （2）571.2W （3）3.6×10³ W

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