Question

一道物理题（电学）

小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电机。设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A。则该玩具电动机正常运转时将电能转化为机械能的效率为多少?
答案是70%，但是不知道为什么，谁能给出运算过程？
忘了图片了，嘿

Answer 1

设电压为U
开关闭合，电动机不转，可得电动机的电阻R=U/I=U/2
电动机正常转动时，电动机输出功为W=UI 电机的产生的热为Q=I²R
电机产生的热，为电能的损耗，损耗率为a=Q/W*100%=I²R/UI *100% 把R=U/2带入，
整理得 a=I/2*100% =0.6/2*100%=30%
电能转化为机械能的效率η=1-30%=70%

追问

电动机的输出功率为W=UI，不应该是电动机的功率为P=IU吗？

追答

呵呵 忘记表述一句话，在单位时间内。不好意思啊。

Answer 2

电机存在效率问题是因为电机在将电能转化为机械能的时候，由于电机存在内阻，不可避免地会产生焦耳热，而后一部分能量的转换对于人们来说没有利用价值。故η=W/E=(E-Q)/E=1-(I'^2*r)/(U*I')=1-I'*r/U=1-I'*r/(I*r)=1-I'/I=70%
其中I与I'分别表示第一次和第二次所测电流，r为电动机内阻，U为电源电动势。

Answer 3

50

Answer 4

不会吗

追问

对