Question

小明同學(xué)的玩具電動車上，有一微型直流電動機(jī)，從消耗電能方面看，其內(nèi)部可等效為如圖所示電路．當(dāng)電動機(jī)不轉(zhuǎn)時，相當(dāng)于開關(guān)S置于“1”；當(dāng)電動機(jī)正常工作時，相當(dāng)于開關(guān)S置于“2”．電阻R₁為線圈電阻，它的功率為發(fā)熱功率；電動機(jī)對外做功的功率可用電阻R₂的功率代替．
（1）當(dāng)給它加O.3V電壓時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，電路中的電流為0.3A，求電阻R₁的阻值．
（2）當(dāng)給它加3V電壓時，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電路中的電流為0.4A，求電動機(jī)的發(fā)熱功率及對外做功的功率．
（3）當(dāng)給它加3V電壓而電動機(jī)被卡�。�電機(jī)不轉(zhuǎn)）時，求發(fā)熱功率．
（4）比較（2）、（3）兩個發(fā)熱功率，你認(rèn)為電動機(jī)正常工作時若被卡住，對電動機(jī)會產(chǎn)生什么危害？

Answer 1

解：（1）當(dāng)給它加O.3V電壓時（U=0.3V），電動機(jī)不轉(zhuǎn)，電路中的電流為0.3A（I=0.3A），
R₁===1Ω．
（2）當(dāng)給它加3V電壓時，電阻R₁與電阻R₂串聯(lián)，電路中的電流為0.4A，
電阻R₁的發(fā)熱功率：P₁=I²R₁=（O.4A）²×1Ω=O.16W，
電源輸出功率：P=UI=3V×0.4A=1.2W，
對外做功的功率：P₂=P-P₁=1.2W-0.16W=1.04W．
（3）當(dāng)給它加3V電壓而電動機(jī)被卡住時，相當(dāng)于開關(guān)接1，R₁=1Ω此時的發(fā)熱功率為：
P₁^′===9W．
（4）因?yàn)?W遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.16W，所以電動機(jī)正常工作時若被卡住，其發(fā)熱功率將大大提高，若不及時切斷電源，會使電動機(jī)溫度很快升高，極易燒壞電動機(jī)．
答：（1）當(dāng)給它加O.3V電壓時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，電路中的電流為0.3A，求電阻R₁的阻值為1Ω．
（2）當(dāng)給它加3V電壓時，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電路中的電流為0.4A，電動機(jī)的發(fā)熱功率為0.16W，對外做功的功率為1.04W．
（3）當(dāng)給它加3V電壓而電動機(jī)被卡�。�電機(jī)不轉(zhuǎn)）時，發(fā)熱功率為9W．
（4）當(dāng)電動機(jī)被卡住其發(fā)熱功率將大大提高，若不及時切斷電源，會使電動機(jī)溫度很快升高，極易燒壞電動機(jī)．
分析：本題屬于開關(guān)控制題型，在解題時可使用討論法，將一道大題化為幾道小題來進(jìn)行討論分析．解題過程中可根據(jù)求出電阻R₁的阻值，根據(jù)公式或P=UI計算發(fā)熱功率的大�。�
點(diǎn)評：能否根據(jù)題意準(zhǔn)確判斷出開關(guān)的狀態(tài)是本題的解題關(guān)鍵．