Question

(10分)電動(dòng)玩具汽車的直流電動(dòng)機(jī)電阻一定，當(dāng)加上0.3V電壓時(shí)，通過(guò)的電流為0.3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)加上3V 電壓時(shí)，電流為1A，這時(shí)候電動(dòng)機(jī)正常工作。求
（1）電動(dòng)機(jī)的電阻；
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，產(chǎn)生的機(jī)械功率和發(fā)熱功率。

Answer 1

（1）1Ω（2）2w

（1）當(dāng)加上0.3V電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，利用歐姆定律得
r=U₁/I₁=0.3/0.3=1Ω                      （2分）
（2）當(dāng)加上3V電壓時(shí)，消耗的電能一部分發(fā)熱，一部分轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能。
消耗的電功率為：P=IU=1×3=3w                      （2分）
發(fā)熱功率P_熱=I²r=1²×1=1w                      （3分）
根據(jù)能量關(guān)系，產(chǎn)生的機(jī)械功率為：
P_機(jī)=P-P_熱=3-1=2w                      （3分）
本題考查非純電阻電路電功率的計(jì)算，當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為純電阻電路，歐姆定律成立U=IR可求得內(nèi)阻大小，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以后電能轉(zhuǎn)化為焦耳熱和機(jī)械能，消耗電能為P=UI，內(nèi)阻消耗功率為I²r，兩者做差即為機(jī)械功率大小