Question

2．如圖甲所示電路，電動機內(nèi)阻r₀=0.5Ω；電源電壓U=3V，內(nèi)阻r=1Ω（電源可以等效為圖乙中的理想電源和電阻的串聯(lián)）；閉合開關(guān)后，通過電動機線圈的電流為0.2A．則電動機工作1min時間內(nèi)：

（1）電流通過電動機線圈產(chǎn)生的熱量；
（2）整個電路消耗的電能；
（3）電動機產(chǎn)生的機械能．

Answer 1

分析 （1）利用Q=I²Rt計算電流通過電動機線圈產(chǎn)生的熱量；
（2）利用W=UIt來計算整個電路消耗的電能；
（3）利用Q=I²Rt計算電源內(nèi)部電阻產(chǎn)生的熱量；整個電路消耗的電能減去電源內(nèi)部產(chǎn)生的熱量和線圈產(chǎn)生的熱量即為電動機產(chǎn)生的機械能．

解答 解：（1）線圈產(chǎn)生的熱量Q=I²r₀t=（0.2A）²×0.5Ω×60s=1.2J；
（2）整個電路消耗的電能W=UIt=3V×0.2A×60s=36J；
（3）由于電源內(nèi)部有電阻，則電源內(nèi)部電阻產(chǎn)生的熱量為Q′=I²rt=（0.2A）²×1Ω×60s=2.4J，
產(chǎn)生的機械能：E_機械=W-Q-Q′=36J-1.2J-2.4J=32.4J．
答：（1）電流通過電動機線圈產(chǎn)生的熱量為1.2J；
（2）整個電路消耗的電能為36J；
（3）電動機產(chǎn)生的機械能為32.4J．

點評 本題考查消耗的電能的計算．對于電功，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對于非純電阻電路，總功和發(fā)熱消耗的電能計算是不一樣的．