Question

20．如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電壓表V₁、V₂的示數(shù)分別為10V和4V，已知電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為1Ω，R是阻值為4Ω的定值電阻．則R兩端的電壓為4V，通過R的電流為1A，電動(dòng)機(jī)一分鐘產(chǎn)生的機(jī)械能為300J．

Answer 1

分析 弄清楚電路的串并聯(lián)，電壓表V₁測量的是電源電壓，V₂測量的是定值電阻兩端的電壓，電動(dòng)機(jī)屬于非純電阻電路，消耗的電能一部分放熱，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律、歐姆定律、焦耳定律、電功的計(jì)算公式分別作出解答．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在電路中，電壓表V₁測量的是電源電壓，為10V；V₂測量的是定值電阻R兩端的電壓，為4V；
由歐姆定律，通過R的電流即電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}=\frac{4V}{4Ω}$=1A，
電動(dòng)機(jī)兩端的電壓：U_M=U-U_R=10V-4V=6V，
電動(dòng)機(jī)1分鐘消耗的電能：W=U_MIt=6V×1A×60s=360J，
由焦耳定律，電動(dòng)機(jī)放出的熱量：Q=I²R_Mt=（1A）²×1Ω×60s=60J，
故電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能為W機(jī)=W-Q=360J-60J=300J．
故答案為：4；1；300．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)和歐姆定律、電功、焦耳定律計(jì)算公式的理解和掌握，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．注意W=UIt是計(jì)算電功的普遍適用的公式．