Question

13．如图为某些型号玩具电动机的工作电路图，电动机名牌上标有“6V 6W，线圈电阻2Ω”字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流，为了保护电动机，启动电流不得超过2A，求：
（1）启动时，变阻箱R的阻值至少多大？
（2）当电动机启动后，再次调节变阻箱R，使电动机进入正常工作状态，此时R消耗的电功率为多大？

Answer 1

分析 （1）启动时，电动机尚未转动，没有对外输出机械能，此时的电路为纯电阻电路，线圈电阻和电阻箱串联，根据I=$\frac{U}{R}$求出总电阻，进而求出变阻箱电阻；
（2）电动机正常工作，其两端电压为6V，根据P=UI求出电路电流，根据串联电路的分压特点求出变阻箱两端的电压，根据P=UI求出R消耗的电功率．

解答 解：（1）启动时，电动机尚未转动，没有对外输出机械能，此时的电路为纯电阻电路，线圈电阻和电阻箱串联，
由I=$\frac{U}{R}$得电路总电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{2A}$=6Ω，
变阻箱电阻R_变=R-R_线=6Ω-2Ω=4Ω；
（2）电动机正常工作，
由P=UI得电路中电流：
I′=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
变阻箱两端电压U_变=U-U_额=12V-6V=6V，
变阻箱消耗电功率：
P′=U_变I′=6V×1A=6W．
答：（1）启动时，变阻箱R的阻值至少4Ω；
（2）此时R消耗的电功率为6W．

点评 此题主要考查的是学生对串联电路的电压、电阻特点和电功率计算公式的理解和掌握，难度不是很大．