Question

11．如圖所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U=12V，電解槽內(nèi)阻r_A=2Ω，當(dāng)S₁閉合、S₂、S₃斷開(kāi)時(shí)，電流表A示數(shù)為6A；當(dāng)S₂閉合、S₁、S₃斷開(kāi)時(shí)，A示數(shù)為5A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35W；當(dāng)S₃閉合、S₁、S₂斷開(kāi)時(shí)，A示數(shù)為4A．求：
（1）電爐子的電阻及發(fā)熱功率；
（2）電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；
（3）在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少．

Answer 1

分析 （1）電爐子工作時(shí)為純電阻，根據(jù)歐姆定律及發(fā)熱功率公式即可求解；
（2）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)為非純電阻，由能量守恒定律列式，即可求解電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；
（3）化學(xué)能的功率等于總功率減去內(nèi)阻消耗的功率，由能量守恒定律求解．

解答 解：（1）當(dāng)S₁閉合、S₂、S₃斷開(kāi)時(shí)，只有電爐子接入，因電爐子為純電阻，由歐姆定律有：電爐子的電阻 r=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{12}{6}$Ω=2Ω
其發(fā)熱功率為：P_R=UI₁=12×6 W=72W．
（2）當(dāng)S₂閉合、S₁、S₃斷開(kāi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)為非純電阻，由能量守恒定律得：UI₂=I₂²•r_M+P_輸出
代入數(shù)據(jù)解得：r_M=1Ω
（3）當(dāng)S₃閉合、S₁、S₂斷開(kāi)時(shí)，電解槽工作，由能量守恒定律得：P_化=UI₃-I₃²•r_A
代入數(shù)據(jù)解得：P_化=（12×4-4²×2）W=16W．
答：
（1）電爐子的電阻為2Ω，發(fā)熱功率為72W；
（2）電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是1Ω；
（3）在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為16W．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)電路，要正確區(qū)分是純電阻電路還是非純電阻電路：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，是非純電阻電路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住不轉(zhuǎn)時(shí)，是純電阻電路．