Question

3．如圖所示，M為一個(gè)“8V，8W”的電動(dòng)機(jī)，電源電壓恒定為10V，閉合開關(guān)S后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器至電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，此時(shí)，整個(gè)電路消耗的電能有60%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．求：
（1）此時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R是多少？
（2）電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r是多少？

Answer 1

分析 （1）由P=UI求出電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．
（2）求出電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的焦耳熱，然后由電功率公式求出線圈電阻．

解答 解：（1）由P=UI可知，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流：I=$\frac{{P}_{M}}{{U}_{M}}$=$\frac{8W}{8V}$=1A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{M}}{I}$=$\frac{10V-8V}{1A}$=2Ω；
（2）電路消耗的總功率：P=UI=10V×1A=10W，
整個(gè)電路消耗的電能有60%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，
則電動(dòng)機(jī)的輸出功率：P_輸出=60%P=10W×60%=6W，
線圈的熱功率：P_熱=P_M-P_輸出=8W-6W=2W，
由P=I²r可知，線圈電阻：
r=$\frac{{P}_{熱}}{{I}^{2}}$=$\frac{2W}{（1A）^{2}}$=2Ω；
答：（1）此時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R是2歐姆．
（2）電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r是2歐姆．

點(diǎn)評 本題考查了求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值、電動(dòng)機(jī)線圈電阻，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率公式、歐姆定律即可正確解題；要注意電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)的總功率等于線圈的熱功率與輸出功率之和．