Question

一個(gè)實(shí)驗(yàn)用的電動(dòng)機(jī)與電流表串聯(lián)后接在6V直流電源上．閉合開關(guān)后電動(dòng)機(jī)并沒轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電流表的讀數(shù)為3A．檢查發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軸上的齒輪被卡住了，排除故障后，讓電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)抽水機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電流表的讀數(shù)為1A，由此可以算出，此時(shí)電動(dòng)機(jī)做機(jī)械功的功率為

 

W，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為

 

Ω．

Answer 1

分析：電動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)時(shí)，電路可視作純電阻電路，已知此時(shí)的工作電流和電源電壓，由歐姆定律可求得線圈的電阻．
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路為非純電阻電路，此時(shí)電源的輸出功率主要包括兩部分：做機(jī)械功的機(jī)械功率和熱損耗的發(fā)熱功率；
那么輸出功率需用P=UI求出，而發(fā)熱功率則必須用P=I²R來求，兩者的差值即為電動(dòng)機(jī)做機(jī)械功的機(jī)械功率．

解答：解：（1）電動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)時(shí)，電源電壓為 U=6V，電流為 I₁=3A，此時(shí)為純電阻電路，適用歐姆定律；
則，線圈電阻 R=

U

I1

=

6V

3A

=2Ω．
（2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路為非純電阻電路，電源的輸出功率包括兩部分：做機(jī)械功的機(jī)械功率和熱損耗功率；
電源的輸出功率為：P_總=UI₂=6V×1A=6W；
熱損耗功率為：P_損=I₂²R=（1A）²×2Ω=2W；
因此，電動(dòng)機(jī)做機(jī)械功的功率：P=P_總-P_損=6W-2W=4W；
故答案為：4，2．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是歐姆定律和電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，由于牽涉到純電阻和非純電阻電路，難度有所增加；
需要注意的是：歐姆定律是在純電阻電路中得出的，所以它的應(yīng)用有一定的局限性，即只適用于純電阻電路．
在非純電阻電路中，計(jì)算電功率必須用：P=UI=

W

t

，計(jì)算電功必須用：W=Pt=UIt，計(jì)算電熱必須用：Q=I²Rt（焦耳定律）．