Question

5．如圖所示的電路中，直流電動(dòng)機(jī)M的線圈內(nèi)阻r=0.8Ω，電路中的電阻R=10Ω，U=150V，理想電壓表的讀數(shù)為100V，求：
（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？
（2）輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率是多少？
（3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是多少？
（4）電動(dòng)機(jī)工作1h所產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）以電阻R為研究對象，根據(jù)歐姆定律求出電流，即為通過電動(dòng)機(jī)的電流．
（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率是電功率，根據(jù)P_入=U_MI公式求解．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U_M=U-U_R．
（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P_T=I²r，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P_機(jī)=P_入-P_T．
（4）根據(jù)Q=Pt可求得1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）對電阻R，根據(jù)歐姆定律得：
$I=\frac{{U-{U_M}}}{R}=\frac{150-110}{10}A=4A$
電動(dòng)機(jī)與電阻R串聯(lián)，則通過電動(dòng)機(jī)的電流為4A．
（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率是：
P_入=U_MI=110×4W=440W，
（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為：
${P_r}={I^2}r={4^2}×0.8W=12.8W$
根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為：
P_機(jī)=P_入-P_r=440W-12.8W=427.2W．
（4）電動(dòng)機(jī)工作1h所產(chǎn)生的熱量是：
Q=P_rt=12.8×60×60=46080J
答：（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流是4A；
（2）輸入到電動(dòng)機(jī)的功率P_入是440W；
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出的機(jī)械功率為427.2W；
（4）電動(dòng)機(jī)工作1h所產(chǎn)生的熱量是46080J．

點(diǎn)評 電動(dòng)機(jī)工作時(shí)電路是非純電阻電路，歐姆定律不適用，不能根據(jù)I=$\frac{U}{R+r}$求通過電動(dòng)機(jī)的電流，只能對電阻運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行研究．