Question

11．在研究微型電動機(jī)的性能時(shí)，應(yīng)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．已知電源電動勢E=60V，內(nèi)阻r為零，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R為一定值時(shí)，閉合開關(guān)，使電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，理想電流表和理想電壓表的示數(shù)分別為3A和30V．已知電動機(jī)的電阻R₁=2Ω，求
（1）這臺電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的機(jī)械功率為多少？
（2）若因?yàn)闄C(jī)械故障，電動機(jī)轉(zhuǎn)子突然卡住停轉(zhuǎn)，求此時(shí)電流表的示數(shù)？試分析有何危險(xiǎn)？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)能量關(guān)系可求得電動機(jī)的輸出功率；
（2）當(dāng)電動機(jī)被卡住時(shí)，電壓全部加在內(nèi)阻兩端，此時(shí)視為純電阻；由歐姆定律可求得電流；求出產(chǎn)生的熱量即可明確可能發(fā)生的危險(xiǎn)．

解答 解：（1）電動機(jī)的輸入功率P=UI，熱功率P_熱=I²R₁；
則輸出功率P_出=UI-I²R₁=30×3-9×2=72W；
（2）若轉(zhuǎn)子被卡住時(shí)，電動機(jī)視為純電阻電路，則此時(shí)電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{60}{2}$=30A；
則此時(shí)產(chǎn)生的熱功率P=I²R₁=900×2=1800W；
容易將電動機(jī)燒壞或引發(fā)火災(zāi)；
答：（1）這臺電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的機(jī)械功率為72W；
（2）若因?yàn)闄C(jī)械故障，電動機(jī)轉(zhuǎn)子突然卡住停轉(zhuǎn)，求此時(shí)電流表的示數(shù)為30A；容易引發(fā)火災(zāi)或使電動機(jī)燒壞．

點(diǎn)評 本題考查功率公式的應(yīng)用，要注意對于電動機(jī)電路，正常工作時(shí)是非純電阻電路，歐姆定律不成立；當(dāng)電動機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，是純電阻電路，歐姆定律仍成立．