Question

14．如圖所示，電源電壓恒為12V，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為10Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)為8V，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，若電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈的電阻為2Ω，則通電5分鐘電流通過電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈產(chǎn)生的熱量為96J；電動(dòng)機(jī)的工作效率為90%．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電壓表測電動(dòng)機(jī)兩端電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器電壓，由歐姆定律可以求出電流，由Q=I²Rt求出內(nèi)部線圈產(chǎn)生的熱量；
（2）根據(jù)W=UIt求出電動(dòng)機(jī)消耗的電能，進(jìn)而求出所做的機(jī)械能，電動(dòng)機(jī)利用η=$\frac{{W}_{機(jī)械}}{{W}_{總}}$求出效率．

解答 解：（1）由電路圖可知，電壓表測電動(dòng)機(jī)兩端電壓，
由串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電路兩端電壓之和可得：
滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_R=U-U₁=12V-8V=4V，
則I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{4V}{10Ω}$=0.4A；
由焦耳定律得：
電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈產(chǎn)生的熱量Q=I²R₁t=（0.4A）²×2Ω×5×60s=96J；
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電能W_總=U_MIt=8V×0.4A×5×60s=960J；
得到的機(jī)械能W_機(jī)械=W_總-Q=960J-96J=864J，
效率η=$\frac{{W}_{機(jī)械}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{864J}{960J}$×100%=90%．
故答案為：96；90%．

點(diǎn)評 本題考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，熟練應(yīng)用歐姆定律、串聯(lián)電路特點(diǎn)和焦耳定律公式即可正確解題．