Question

13．在如圖所示，電動機(jī)線圈的電阻值為1Ω，定值電阻R的阻值為10Ω，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S擲b時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S擲a時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A，此時(shí)電 動機(jī)正常工作．問：
（1）單刀雙擲開關(guān)S擲b時(shí)，電源電壓是多少V？
（2）電動機(jī)正常工作1min所消耗的電能是多少J？
（3）電動機(jī)正常工作1min有多少J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？

Answer 1

分析 （1）單刀雙擲開關(guān)S擲b時(shí)，電路為R的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；
（2）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S擲a時(shí)，電路為電動機(jī)的簡單電路，電流表測通過的電流，根據(jù)W=UIt求出工作1min所消耗的電能；
（3）根據(jù)焦耳定律求出正常工作1min線圈電阻產(chǎn)生的熱量，消耗的電能減去產(chǎn)生的熱量即為獲得的機(jī)械能．

解答 解：（1）單刀雙擲開關(guān)S擲b時(shí)，電路為R的簡單電路，電流表測電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=IR=0.2A×10Ω=2V；
（2）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S擲a時(shí)，電路為電動機(jī)的簡單電路，電流表測通過的電流，
則工作1min所消耗的電能：
W=UI′t=2V×0.8A×60s=96J；
（3）正常工作1min線圈電阻產(chǎn)生的熱量：
Q=（I′）²R′t=（0.8A）²×1Ω×60s=38.4J，
電能轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能：
W′=W-Q=96J-38.4J=57.6J．
答：（1）電源電壓是2V；
（2）電動機(jī)正常工作1min所消耗的電能是96J；
（3）電動機(jī)正常工作1min有57.6J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．

點(diǎn)評 本題考查了歐姆定律、電功公式、焦耳定律的應(yīng)用，要注意電動機(jī)是非純電阻用電器，歐姆定律不適用．