题目内容

【题目】小金有一种造型可爱的迷你小风扇.这种小风扇使用的电动机额定电压为3V,正常工作时通过线圈的电流为0.3A,线圈电阻约为1Ω,若迷你风扇正常工作10分钟,求:
(1)电风扇消耗的电能.
(2)电动机产生的热量.
(3)若电动机被卡住时电动机的线圈不能转动,此时电动机线圈可以看成一个定值电阻,它消耗的电能全部用来产生热量,请计算电动机被卡住10分钟内产生的热量,并说明电动机被卡住时为什么容易被烧坏.

【答案】
(1)解:电风扇消耗的电能:

W=UIt=3V×0.3A×10×60s=540J

答:电风扇消耗的电能为540J;


(2)解:根据焦耳定律可得电动机产生的热量:

Q=I2Rt=(0.3A)2×1Ω×10×60s=54J

答:电动机产生的热量为54J;


(3)解:电动机被卡住时,由题意和欧姆定律可得,此时通过电动机的电流:

I′= = =3A;

根据焦耳定律可得,此时电动机产生的热量:

Q′=I′2Rt=(3A)2×1Ω×10×60s=5400J;

电动机被卡住时,由于它消耗的电能全部用来产生热量,因此产生大量的热量,温度迅速升高,会烧坏电机

答:电动机被卡住10分钟内产生的热量为5400J;电动机被卡住时,由于它消耗的电能全部用来产生热量,因此产生大量的热量,温度迅速升高,会烧坏电机


【解析】(1)电动机正常工作时的电压和额定电压相等,根据W=UIt求出电动机消耗的电能;(2)根据Q=I2Rt求出线圈上产生的热量;(3)电动机被卡住,电路电流很大,线圈发热功率较大,会损坏电机.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用电功的计算和焦耳定律的计算公式及其应用的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握电功计算公式:W=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒);焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦;I→安(A);R→欧(Ω);t→秒.).

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