第10章 电动机习题

第10章 动量定理习题1.是非题（对画√，错画×）10-1.质点的动量与冲量是等价的物理量。

（ ） 10-2.质点系的动量等于外力的主矢量。

（ ）10-3.质点系动量守恒是指质点系各质点的动量不变。

（ ） 10-4.质心运动守恒是指质心位置不变。

（ ）10-5.质点系动量的变化只与外力有关，与内力无关。

（ ） 2.填空题（把正确的答案写在横线上）10-6.各均质物体，其质量均为m ，其几何尺寸及运动速度和角速度，如图所示。

则各物体的动量为（a ） ；(b) ；（c ） ；(d) 。

题10-6图(a)(b)(C)(d)10-7.一质量为m 的质点作圆周运动，如图所示。

当点位于点A 点时，其速度大小为1v ，方向为铅垂向上，当运动到点B 时，其速度大小为2v ，方向为铅垂向下，则质点从点A 点运动到点B 时，作用在该质点上力的冲量大小为 ；冲量的方向为 。

AB2题10-7图题10-9图3.简答题10-8.质点作匀速圆周运动，则质点的动量守恒吗？10-9.两物块A 、B ，质量分别为A m 、B m ，初始静止。

如A 沿斜面下滑的相对速度为r v ，如图所示。

若物块B 的速度为v ，则根据动量守恒，有v m cos v m B r A =θ对吗？10-10.小球沿水平面运动，碰到铅直墙壁后返回，设碰撞前和后小球的速度大小相等，则作用在小球上力的冲量等于零。

此说法对吗？为什么？10-11.刚体受有一群力的作用，无论各力的作用点如何，刚体质心的加速度都不变吗？ 4.计算题10-12.有一木块质量为2.3kg ，放在光滑的水平面上。

一质量为0.014kg 的子弹沿水平方向射入后，木块以速度3m/s 前进，试求子弹射入前的速度。

10-13.跳伞者质量为60kg ，从停留在高空中的直升飞机中跳出，落下100m 后，将伞打开。

设开伞前的空气阻力忽略不计，伞重不计，开伞后所受的阻力不变，经5s 后跳伞者的速度减为4.3m/s ，试求阻力的大小。

第十章习题答案10－1设有三个电压源，它们的电压相量分别为.0V ab s U U ︒=∠,.60V cd s U U ︒=∠，.60V ef s U U ︒=∠-，问这些电源应如何联结以组成（1）Y 联结对称三相电源；（2）Δ联结对称三相电源。

解：三个电压源分别表示为：-+60s U ︒∠0Vs U ︒∠60V s ︒∠-abcdef三个电压源的相量图分别为：.U -∴（1）Y 联结对称三相电源 （2）Δ联结对称三相电源A B Ce10－2对称Y 联结的三相电源，已知相电压为220V ，试求其线电压；并写出以A 相相电压为参考相量时的 .AB U ,.BC U ,.CA U 解：∵220V P U =,∴380V l P U ==若以A 相相电压为参考相量，即：.2200V A U ︒=∠∴..3038030V AB A U ︒︒=∠=∠..12038090V BC AB U U ︒︒=∠-=∠-...120120380150V CA BC AB U U U ︒︒︒=∠-=∠=∠10-5有一三相四线制三相电路，电源是对称的 ，相电压为220V ，中线阻抗为零，48.4A B Z Z ==Ω,242C Z =Ω,试 (a)求线电流...,,A B C I I I 和中线电流.N I .（b ）若中线断开，其它条件不变，求负载相电压。

.CI解：....0A B C I I I I =++∵中线阻抗为零，∴'.000U =,∴可以将三相电路转化为三个单相分别计算.A I ,.B I ,.C I.U.A.BU .B.CU .C若以A 相相电压为基准，即：.2200V A U ︒=∠,∴.220120V B U ︒=∠-,.220120V C U ︒=∠∴..2200 4.550A 48.4A A A U I Z ︒︒∠===∠,..220120 4.55120A 48.4B B B U I Z ︒︒∠-===∠-..2201200.91120A 242C C C U I Z ︒︒∠===∠∴....0 4.55 4.551200.91120 1.82 3.152 3.6460A A B C I I I I j ︒︒︒=++=+∠-+∠=-=∠- （b ）中线断开情况如图解：若以A 相相电压为参考相量，即：.2200V A U ︒=∠ ∴..120220120V B A U U ︒︒=∠-=∠-,..120220120V C A U U ︒︒=∠=∠.'....00111()A B CA B C A B CU U U U Z Z Z Z Z Z ++=++ 代入数值：'.001112200220120220120()48.448.424248.448.4242U ︒︒︒∠∠-∠++=++ '.0011 3.6460242U ︒=∠- ∴'.00242 3.646080.860V 11U ︒︒⨯∠-==∠-∴''...00022080.860179.670192.7621.3V A A U U U j ︒︒=-=-∠-=+=∠ ''...00022012080.860192.73141.3V B B U U U ︒︒︒=-=∠--∠-=∠-''...00022012080.860300.8120V C C U U U ︒︒︒=-=∠-∠-=∠10-6图示电路中，对称三相电源的 线电压为380V ，100L C R R X ==-=Ω,0200R =Ω,Y 300R =Ω ,求电阻0R 两端的电压。

yOyO第十章 质心运动定理 动量定理 习题解[习题10-1] 船A 、B 的重量别离为kN 4.2及kN 3.1，两船原处于静止间距m 6。

设船B 上有一人，重N 500，使劲拉动船A ，使两船靠拢。

若不计水的阻力，求当两船靠拢在一路时，船B 移动的距离。

解：以船A 、B 及人组成的物体系统为质点 系。

因为质点系在水平方向不受力。

即：0=∑ixF，设B 船向左移动了S 米， 则A 船向右移动了6－S 米。

由质点系的动量定理得：t v m m v m B B A A x F 0])([＝－－人+0])([＝－人B B A A v m m v m + B B A A v m m v m )(人+= B B A A v m m v m )(人+=tsm m t s m B A)(6人+=- s m m s m B A )()6(人+=-s s )5.03.1()6(4.2+=-s s )5.03.1()6(4.2+=- s s 3)6(4=- )(43.3724m s ==[习题10-2] 电动机重1P ，放置在滑腻的水平面上，还有一匀质杆，长L 2，重2P ，一端与电动机机轴固结，并与机轴的轴线垂直，另一端则刚连一重3P 的物体，设机轴的角速度为ω（ω为常量），开始时杆处于铅垂位置而且系统静止。

试求电动机的水平运动。

rC 3C v →y解：以电动机、匀质杆和球组成的质点系为研究对象。

其受力与运动分析如图所示。

匀质杆作平面运动。

→→→+=1212C C C C v v v ωl v r C =212cos C x C v t l v -=ωω→→→+=1313C C C C v v v ωl v r C 23=13cos 2C x C v t l v -=ωω因为质点系在水平方向上不受力，所以0==∑ix x F F由动量定理得：t F v t l m v t l m v m x C C C =--+-+-0)]cos 2()cos ([111321ωωωω 00)]cos 2()cos ([111321=--+-+-C C C v t l m v t l m v m ωωωω 111132)cos 2()cos (C C C v m v t l m v t l m =-+-ωωωω 11113322cos 2cos C C C v m v m t l m v m t l m =-+-ωωωω 1)(cos 2cos 32132C v m m m t l m t l m ++=+ωωωωt m m m m m l v C ωωcos )(321321+++=At m m m m m l dtdx C ωωcos )(321321+++=tdt m m m m m l dx C ωωcos )(321321+++=tdt m m m m m l x C ωωcos )(321321⎰+++=)(cos )(321321t td m m m m m l x C ωω⎰+++=t m m m m m l x C ωsin )(321321+++=t P P P P P l x C ωsin )(321321+++=这就是电动机的水平运动方程。

电机拖动习题第一章1—1 直流电机由哪些主要部件构成？各部分的主要作用是什么？1—2 简述直流发电机的工作原理。

1—3 简述直流电动机的工作原理。

1—4 在直流电机中，为什么要用电刷和换向器，它们起什么作用？1—5 单叠绕组的特点有哪些？1—6 单波绕组的特点有哪些？1—7 画图表示单叠绕组的各种节距。

1—8 画图表示单波绕组的各种节距。

1—9 直流电机绕组元件的电动势和电刷两端的电动势有什么区别？1—10 什么是直流电机的电枢反应？1—11 直流电机的电枢反应对气隙磁场有什么影响？1—12 在直流发电机中是否有电磁转矩？如果有，电磁转矩的方向与电枢旋转方向相同还是相反？1—13 直流电动机工作时电枢回路是否有感应电动势产生，如果有，电动势的方向与电枢电流的方向相同还是相反？1—14 直流电机的换向极应安装在电机的什么位置？1—15 直流电机的换向极绕组如何接线？1—16 什么是换向？直流电机改善换向的方法有哪几种？1—17 画图表示直流电机的励磁方式有哪几种？在各种不同励磁方式的电机里，电机的输入、输出电流与电枢电流和励磁电流1有什么关系？1—18 直流发电机的空载特性曲线与磁化曲线有何区别？又有何联系？1—19 如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行？它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同？1—20 并励直流发电机的自励条件是什么？如发电机正转时能自励，反转时能否自励？1—21 画图表示他励直流电动机的功率流程图。

1—22 画图表示并励直流发电机的功率流程图。

1—23 为什么并励直流发电机的外特性比他励直流发电机的外特性向下倾斜严重？1—24 一台直流发电机，N 145P=kW，N230U=V，N1450n=r/min，求该电机额定电流。

1—25 一台直流电动机，N 10P=kW，N230U=V，N1500n=r/min，N 90%η=，其额定电流是多少？1—26 一台直流发电机，N 145P=kW，N230U=V，N2850n=r/min，N 85%η=，求该电机的额定电流及额定负载时的输入功率。

一、填空题1. 三相对称电压就是三个频率 、幅值 、相位互差 ° 的三相交流电压。

2.三相电源的相序有 和 之分。

3. 三相电源相线与中性线之间的电压称为 。

4. 三相电源相线与相线之间的电压称为 。

5.有中线的三相供电方式称为 制 。

6.无中线的三相供电方式称为 制 。

7.在三相四线制的照明电路中，相电压是 V ，线电压是 V 。

（220、380） 8.在三相四线制电源中，线电压等于相电压的倍 ，相位比相电压 。

9.三相四线制电源中，线电流与相电流 。

10. 三相对称负载三角形电路中，线电压与相电压 。

11.三相对称负载三角形电路中，线电流大小为相电流大小的 倍、线电流比相应的相电流 。

12. 当三相负载越接近对称时，中线电流就越接近为 。

13.在三相对称负载三角形连接的电路中，线电压为220V ，每相电阻均为110Ω，则相电流I P =___ __ __，线电流I L =___ __。

14.对称三相电路Y 形连接，若相电压为()οω60sin 220-=t u A V ，则线电压=AB u V 。

15.在对称三相电路中，已知电源线电压有效值为380V ，若负载作星形联接，负载相电压为_ V__；若负载作三角形联接，负载相电压为__ V__。

16. 对称三相电路的有功功率ϕcos 3l l I U P =，其中φ角为 与 的夹角。

17.负载的连接方法有 连接 和 连接 两种。

18.中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的 对称。

19.在三相四线制供电线路中，中线上不许接 、 。

20.三相电路星形连接，各相电阻性负载不对称，测得I A =2A,I B =4A,I C =4A ，则中线上的电流为 。

21．在三相正序电源中，若A 相电压u A 初相角为45º，则线电压u AB 的初相角为 º 。

22．在三相正序电源中，若B 相电压u B 初相角为-90º，则线电压u AB 的初相角为 º 。

本章的习题是按旧书的齿形系数Y F 求解的，新书需将齿形系数改为复合齿形系数Y FS 。

旧书（新书）10-3（10-3） 标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F （Y FS ）与什么因素有关？两个直齿圆柱齿轮的模数和齿数分别为m 1=20 mm ，z 1=20；m 2=2 mm ，z 2=20，其（复合）齿形系数是否相等？答：标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F （Y FS ）与齿轮的齿数有关，而与模数无关。

由于两个直齿圆柱齿轮的齿数相等，故其（复合）齿形系数是相等的。

10-7（10-6）有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率P ，若通过热处理方法提高材料的力学性能，使大小齿轮的许用接触应力[σ H2]、[σ H1]各提高30％，试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几？解：由齿轮接触疲劳强度条件][≤)1(335H 213H σuba KT u σ±=当大小齿轮的许用接触应力提高30％时，即[] 1.3[]H H σσ'=，在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，有[]1[] 1.3H H σσ'==得： 21111.3 1.69T T T '==11 1.69P P T T P P '=''=故允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高69％。

10-8（10-7） 单级闭式直齿圆柱齿轮传动，小齿轮的材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG310-570正火，P = 4 kW ， n 1=720 r/min ，m =4 mm ，z 1=25，z 2 =73，b 1=84 mm ，b 2 =78 mm ，单向传动，载荷有中等冲击，用电动机驱动，试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。

解 ：⑴ 齿轮材料的许用应力由表 10-1查得小齿轮材料45钢调质，齿面硬度230HBS ；大齿轮ZG310-570正火，齿面硬度180HBS ，齿轮的材料为软齿面齿轮。

第10章 齿轮机构及其设计一、填空题：1、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为___________________________。

2、外啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 ； ； 。

3、标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为__________。

4、锥齿轮传动中，以 面的参数作为标准值。

5、在蜗杆传动中，通常取____________为主动件，__________从动件。

6、渐开线齿轮中心距的可分性是指渐开线齿轮中心距安装略有误差时， 不变。

7、在模数、齿数、压力角相同的情况下，正变位齿轮与标准齿轮相比较，下列参数的变化是：分度圆齿厚 ；基圆半径 ；齿根高 。

8、渐开线斜齿圆柱齿轮的标准参数在 面上；在尺寸计算时应按 面参数代入直齿轮的计算公式。

9、一对圆柱直齿轮（020n α=，*1a h =）啮合时，最多只有 对齿在同时啮合。

10、采用标准齿条刀具加工标准齿轮时，其刀具的 线与轮坯 圆之间做纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的 线与轮坯 圆之间做纯滚动。

11、齿距P 与π的比值P/π称为 。

12、现有4个标准齿轮：m 1=4mm ，z 1=25；m 2=4mm,，z 2=50；m 3=3mm ，z 3=60； m 4=2.5mm ，z 4=40。

其中 齿轮的渐开线形状相同， 齿轮能正确啮合， 齿轮能用一把滚刀制造。

13、一对渐开线标准直齿轮非标准安装时，节圆与分度圆大小 ，分度圆的大小取决于 ，而节圆的大小取决于 。

14、在设计直齿圆柱齿轮机构时，首先考虑的传动类型是 ，其次是 ，在不得已的情况下如 ，只能选择 。

15、4mm m =，020α=的一对正常齿制标准直齿圆柱齿轮，标准安装时顶隙等于 ，侧隙等于 ；当中心距加大0.5mm 时，顶隙等于 ，侧隙 于零。

二、判断题：1、对于蜗杆蜗轮传动，如果二者的模数、压力角相同，就能啮合。

（ ）2、一对渐开线直齿圆柱齿轮能够正确啮合的条件是：分度圆齿厚=齿槽宽。

第十章自测题一、填空题1．三相异步电动机的力能指标是指，起动性能指标是指。

2．三相异步电动机的过载能力是指，它反映了电动机能力。

3．异步电动机采用Y-D降压起动时，起动电流为直接起动时的倍，起动转矩为直接起动时的倍。

4．异步电动机采用变比为2的自耦变压器降压起动时，起动电流为直接起动时的倍，起动转矩为直接起动时的倍。

5．绕线式异步电动机采用转子串联电阻起动，可以使起动电流__ _，起动转矩。

6．异步电动机的变极调速，就是改接定子绕组接法，使每相绕组的一半线圈中的电流，为了保证变极调速前后电动机的转向不变，应当。

7．异步电动机串级调速时，在转子回路中串入一个附加电动势，该电动势的频率与相同，该电动势的相位与转子电动势相位。

8．异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证不变，则U1应随f1按规律调节。

9．电力变压器在运行时效率较高，而异步电动机在运行时效率较高。

10．如果电源电压不对称，异步电动机气隙中不仅有正转旋转磁场，还有磁场，该磁场和转子电流作用产生的电磁转矩，对转子起作用。

二、选择题1．一台三相笼型异步电动机的k T =，k I=6，定子绕组为三角形联结。

若供电变压器允许电动机的起动电流不超过12I N，当拖动额定负载转矩起动时，则首选的起动方法是( )。

①直接起动；② Y-D降压起动；③自耦变压器降压起动；④以上三种方法均可以。

2．异步电动机的机械负载愈重，其起动电流（）。

①愈大；②愈小；③与负载轻重无关；④是额定电流的7倍。

3．一台三相异步电动机接到电压下降了10％的电源上，拖动额定转矩负载稳定运行，则这台电动机的电磁转矩为( )。

①T em=T N；②T em= ；③T em= ；④T em=。

4．异步电动机进行降压起动的目的是（）。

①减小起动电流；②减小起动转矩；③减小起动时的铁耗；④使起动过程平稳。

5．定子绕组为Y联结的绕线式异步电动机，不能采用的起动方法是（）。

①直接起动；② Y-D降压起动；③自耦变压器降压起动；④转子串电阻起动。