Question

4．某直流電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是1.5Ω，把它接在穩(wěn)壓電源上，閉合開關(guān)，電動(dòng)機(jī)正常工作，通過線圈的電流是2A，在20s內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的機(jī)械功是1080J．試求：
（1）這段時(shí)間內(nèi)，電流通過線圈產(chǎn)生的熱量是多少？
（2）這段時(shí)間內(nèi)，電流通過電動(dòng)機(jī)做的功是多少？電源電壓是多少？
（3）如果在工作過程中，電動(dòng)機(jī)因故障卡住無法轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中的電流是多少？

Answer 1

分析 （1）焦耳定律表達(dá)式：Q=I²Rt；代入題目條件可求熱量；
（2）電功的公式為：W=UIt；變形后可求電壓；電動(dòng)機(jī)工作過程將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能；
（3）歐姆定律表達(dá)式：I=$\frac{U}{R}$；代入題目條件可求電流．

解答 解：（1）Q=I ²Rt=（2A）²×1.5Ω×20s=120J；
（2）電動(dòng)機(jī)工作過程將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能；電動(dòng)機(jī)做功為：W=W_機(jī)+Q=1080J+120J=1200J；
由W=UIt得：U=$\frac{W}{It}$=$\frac{1200J}{2A×20s}$=30V；
（3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)因故障卡住無法轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{30V}{1.5Ω}$=20A；
答：（1）電流通過線圈產(chǎn)生的熱量是120J．
（2）電流通過電動(dòng)機(jī)做的功是1200J．電源電壓是30V．
（3）此時(shí)電動(dòng)機(jī)中的電流是20A．

點(diǎn)評 綜合運(yùn)用電學(xué)的逐個(gè)公式，明確電動(dòng)機(jī)的工作過程中能量的轉(zhuǎn)化情況，是解答此題的關(guān)鍵．