如圖,電動機(jī)M的線圈電阻為0.5歐,當(dāng)S斷開時,電流表讀數(shù)1安.當(dāng)S閉合時,電流表讀數(shù)3安.問:
(1)電阻R為多大?
(2)電動機(jī)的機(jī)械功率為多大?
(3)電動機(jī)工作2分鐘,電動機(jī)線圈產(chǎn)生了多少熱量?

【答案】分析:首先分析電路圖,從圖可知,電源電壓為10V,當(dāng)S斷開時,電路中只有電阻R,電流表測量的是通過電阻R的電流,即IR=1A.當(dāng)S閉合時,電阻R和電動機(jī)M并聯(lián),電流表測量的是干路中的總電流,即I=3A.
(1)當(dāng)S斷開時,電路中只有電阻R,知道電阻R兩端的電壓和通過電阻R的電流,可利用公式R=計(jì)算出電阻R的阻值.
(2)當(dāng)S閉合時,電阻R和電動機(jī)M并聯(lián),知道干路中的總電流和通過電阻R的電流,利用并聯(lián)電路電流的特點(diǎn),從而可以計(jì)算出通過電動機(jī)M的電流,又知道電源電壓,可利用公式P=UI計(jì)算出電動機(jī)M的總功率,再利用公式P=I2R計(jì)算出電動機(jī)M的發(fā)熱功率,兩者相減便可以計(jì)算出電動機(jī)的機(jī)械功率.
(3)知道電動機(jī)M的發(fā)熱功率,又知道工作時間,可利用公式Q=Pt計(jì)算出電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量.
解答:解:
(1)從圖可知,當(dāng)S斷開時,電路中只有電阻R,
∵電源電壓為:U=10V,IR=1A,
∴電阻R的阻值為:R===10Ω.
(2)當(dāng)S閉合時,電阻R和電動機(jī)M并聯(lián),
∵I=3A,IR=1A,
∴通過電動機(jī)M的電流為:IM=I-IR=3A-1A=2A,
而U=10V,
∴電動機(jī)M的總功率為:P=UIM=10V×2A=20W,
又∵RM=0.5Ω,
∴電動機(jī)M的發(fā)熱功率為:P=IM2RM=(2A)2×0.5Ω=2W,
則電動機(jī)的機(jī)械功率為:P機(jī)械=P-P=20W-2W=18W.
(3)∵t=2min=120s,
∴電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為:Q=Pt=2W×120s=240J.
答:(1)電阻R為10Ω.
(2)電動機(jī)的機(jī)械功率為18W.
(3)電動機(jī)工作2分鐘,電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為240J.
點(diǎn)評:本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)的理解和應(yīng)用,并可以利用歐姆定律的公式變形計(jì)算出電阻的大小,以及利用公式P=UI和P=I2R計(jì)算電功率,需要注意的是電動機(jī)不是純電阻.
練習(xí)冊系列答案
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    ()電阻R為多大?

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