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8.閉合開關后,用手按住玩具電動機的轉子,不讓它轉動,這時與電動機并聯的電壓表讀數為3V,與電動機串聯的電流表讀數為6A.松手后,電動機正常轉動,此時電流表讀數為1A.這臺電動機正常轉動時,每秒鐘有2.5J的電能轉變?yōu)闄C械能,每秒鐘有0.5J的電能轉變?yōu)閮饶埽?

分析 當電機不轉時,電機可看作純電阻,由歐姆定律可求得電阻;
電動機轉動時,電路為非純電阻電路,此時電源的輸出功率主要包括兩部分:做機械功的機械功率和熱損耗的發(fā)熱功率;根據P=UI求出電源的輸出功率需用,根據P=I2R求出發(fā)熱功率,即每秒電能轉變?yōu)榈膬饶,兩者的差值即為電動機做機械功的機械功率,進而得出每秒鐘有多少電能轉變?yōu)闄C械能.

解答 解:由題知,電動機未轉動時,電源電壓為U=3V,電流為I1=6A,此時為純電阻電路;
所以,電動機線圈的電阻:R=$\frac{U}{{I}_{1}}=\frac{3V}{6A}$=0.5Ω.
電動機轉動時,電路為非純電阻電路,電源的輸出功率包括兩部分:做機械功的機械功率和熱損耗功率;
電源的輸出功率為:P=UI2=3V×1A=3W;
熱損耗功率為:P=I22R=(1A)2×0.5Ω=0.5W,
則每秒鐘轉化為的內能:W=Pt=0.5W×1s=0.5J;
因此,電動機做機械功的功率:P機械=P-P=3W-0.5W=2.5W,
所以每秒鐘電能轉變?yōu)闄C械能:W機械=P機械t=2.5W×1s=2.5J.
故答案為:2.5;0.5.

點評 本題主要考查了歐姆定律和電功率計算公式的應用,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,計算電功率必須用:P=UI=$\frac{W}{t}$,計算電功必須用:W=Pt=UIt,計算電熱必須用:Q=I2Rt(焦耳定律).

練習冊系列答案
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