Question

閉合開關(guān)后，用手按住玩具電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，不讓它轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)的電壓表讀數(shù)為3伏，與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)的電流表讀數(shù)為6安．松手后，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電流表讀數(shù)為1安．這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每秒鐘有________焦的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能．

Answer 1

2.5
分析：（1）當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)可看作純電阻，由歐姆定律可求得電阻；
（2）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；根據(jù)P=UI求出電源的輸出功率需用，根據(jù)P=I²R求出發(fā)熱功率，兩者的差值即為電動(dòng)機(jī)做機(jī)械功的機(jī)械功率，進(jìn)而得出每秒鐘有多少電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能．
解答：（1）電動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)時(shí)，電源電壓為U=3V，電流為I₁=6A，此時(shí)為純電阻電路；
則：線圈電阻R===0.5Ω．
（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=3V×1A=3W；
熱損耗功率為：P_損=I₂²R=（1A）²×0.5Ω=0.5W；
因此，電動(dòng)機(jī)做機(jī)械功的功率：P=P_總-P_損=3W-0.5W=2.5W；
所以每秒鐘電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能為W=Pt=2.5W×1s=2.5J．
故答案為：2.5．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了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=，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）．