Question

【题目】在如图所示，电动机线圈的电阻值为1Ω，定值电阻R的阻值为10Ω，当单刀双掷开关S掷b时，电流表示数为0.2A．当单刀双掷开关S掷a时，电流表示数为0.8A，此时电 动机正常工作．问：
（1）单刀双掷开关S掷b时，电源电压是多少V？
（2）电动机正常工作1min所消耗的电能是多少J？
（3）电动机正常工作1min有多少J的电能转化为机械能？

Answer 1

【答案】
（1）单刀双掷开关S掷b时，电路为R的简单电路，电流表测电路中的电流，

由I= 可得，电源的电压：U=IR=0.2A×10Ω=2V

答：电源电压是2V

（2）当单刀双掷开关S掷a时，电路为电动机的简单电路，电流表测通过的电流，

则工作1min所消耗的电能：W=UI′t=2V×0.8A×60s=96J

答：电动机正常工作1min所消耗的电能是96J

（3）正常工作1min线圈电阻产生的热量：

Q=（I′）2R′t=（0.8A）2×1Ω×60s=38.4J，

电能转化为的机械能：W′=W﹣Q=96J﹣38.4J=57.6J

答：电动机正常工作1min有57.6J的电能转化为机械能

【解析】（1）单刀双掷开关S掷b时，电路为R的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；（2）当单刀双掷开关S掷a时，电路为电动机的简单电路，电流表测通过的电流，根据W=UIt求出工作1min所消耗的电能；（3）根据焦耳定律求出正常工作1min线圈电阻产生的热量，消耗的电能减去产生的热量即为获得的机械能．
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用和电功的计算，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）即可以解答此题．