Question

(10分)电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机没有转动。当加上3V 电压时，电流为1A，这时候电动机正常工作。求
（1）电动机的电阻；
（2）电动机正常工作时，产生的机械功率和发热功率。

Answer 1

（1）1Ω（2）2w

（1）当加上0.3V电压时电动机不转动，利用欧姆定律得
r=U₁/I₁=0.3/0.3=1Ω                      （2分）
（2）当加上3V电压时，消耗的电能一部分发热，一部分转化为了机械能。
消耗的电功率为：P=IU=1×3=3w                      （2分）
发热功率P_热=I²r=1²×1=1w                      （3分）
根据能量关系，产生的机械功率为：
P_机=P-P_热=3-1=2w                      （3分）
本题考查非纯电阻电路电功率的计算，当电动机不转动时为纯电阻电路，欧姆定律成立U=IR可求得内阻大小，当电动机转动以后电能转化为焦耳热和机械能，消耗电能为P=UI，内阻消耗功率为I²r，两者做差即为机械功率大小