Question

10．如圖所示是一個可以調(diào)節(jié)燈的亮度和電動機轉(zhuǎn)速的電路圖，L是一個“6V 6W”的小燈泡，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片的位置，使燈泡恰好正常發(fā)光．此時電流表的示數(shù)為3A，已知：電動機線圈的電阻是0.5Ω，試求：
（1）燈泡正常發(fā)光時，通過電動機的電流是多少？
（2）燈泡正常發(fā)光5min，這段時間內(nèi)，電流通過電動機線圈產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）燈泡正常發(fā)光5min，這段時間內(nèi)，電流通過電動機做的功是多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與電動機M并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測干路電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出通過燈泡的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過電動機的電流；
（2）根據(jù)Q=I²Rt求出電流通過電動機線圈5min產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和W=UIt求出電動機通電5min電流做的功．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與電動機M并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測干路電流．
（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過電動機的電流：
I_M=I-I_L=3A-1A=2A；
（2）電流通過電動機線圈5min產(chǎn)生的熱量：
Q_M=I_M²R_Mt=（2A）²×0.5Ω×5×60s=600J；
（3）因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，電動機通電5min電流做的功：
W_M=U_MI_Mt=U_LI_Mt=6V×2A×5×60s=3600J．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時，通過電動機的電流是2A；
（2）燈泡正常發(fā)光5min，這段時間內(nèi)，電流通過電動機線圈產(chǎn)生的熱量是600J；
（3）燈泡正常發(fā)光5min，這段時間內(nèi)，電流通過電動機做的功是3600J．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和電功率公式、電功公式、焦耳定律的應用，要注意電動機是非純電阻用電器，消耗的電能和產(chǎn)生的熱量不相等．