Question

8．闭合开关后，用手按住玩具电动机的转子，不让它转动，这时与电动机并联的电压表读数为3V，与电动机串联的电流表读数为6A．松手后，电动机正常转动，此时电流表读数为1A．这台电动机正常转动时，每秒钟有2.5J的电能转变为机械能，每秒钟有0.5J的电能转变为内能．

Answer 1

分析 当电机不转时，电机可看作纯电阻，由欧姆定律可求得电阻；
电动机转动时，电路为非纯电阻电路，此时电源的输出功率主要包括两部分：做机械功的机械功率和热损耗的发热功率；根据P=UI求出电源的输出功率需用，根据P=I²R求出发热功率，即每秒电能转变为的内能，两者的差值即为电动机做机械功的机械功率，进而得出每秒钟有多少电能转变为机械能．

解答 解：由题知，电动机未转动时，电源电压为U=3V，电流为I₁=6A，此时为纯电阻电路；
所以，电动机线圈的电阻：R=$\frac{U}{{I}_{1}}=\frac{3V}{6A}$=0.5Ω．
电动机转动时，电路为非纯电阻电路，电源的输出功率包括两部分：做机械功的机械功率和热损耗功率；
电源的输出功率为：P_总=UI₂=3V×1A=3W；
热损耗功率为：P_损=I₂²R=（1A）²×0.5Ω=0.5W，
则每秒钟转化为的内能：W_内=P_损t=0.5W×1s=0.5J；
因此，电动机做机械功的功率：P_机械=P_总-P_损=3W-0.5W=2.5W，
所以每秒钟电能转变为机械能：W_机械=P_机械t=2.5W×1s=2.5J．
故答案为：2.5；0.5．

点评 本题主要考查了欧姆定律和电功率计算公式的应用，由于牵涉到纯电阻和非纯电阻电路，难度有所增加；需要注意的是：欧姆定律是在纯电阻电路中得出的，所以它的应用有一定的局限性，即只适用于纯电阻电路．在非纯电阻电路中，计算电功率必须用：P=UI=$\frac{W}{t}$，计算电功必须用：W=Pt=UIt，计算电热必须用：Q=I²Rt（焦耳定律）．