Question

2．如图甲所示电路，电动机内阻r₀=0.5Ω；电源电压U=3V，内阻r=1Ω（电源可以等效为图乙中的理想电源和电阻的串联）；闭合开关后，通过电动机线圈的电流为0.2A．则电动机工作1min时间内：

（1）电流通过电动机线圈产生的热量；
（2）整个电路消耗的电能；
（3）电动机产生的机械能．

Answer 1

分析 （1）利用Q=I²Rt计算电流通过电动机线圈产生的热量；
（2）利用W=UIt来计算整个电路消耗的电能；
（3）利用Q=I²Rt计算电源内部电阻产生的热量；整个电路消耗的电能减去电源内部产生的热量和线圈产生的热量即为电动机产生的机械能．

解答 解：（1）线圈产生的热量Q=I²r₀t=（0.2A）²×0.5Ω×60s=1.2J；
（2）整个电路消耗的电能W=UIt=3V×0.2A×60s=36J；
（3）由于电源内部有电阻，则电源内部电阻产生的热量为Q′=I²rt=（0.2A）²×1Ω×60s=2.4J，
产生的机械能：E_机械=W-Q-Q′=36J-1.2J-2.4J=32.4J．
答：（1）电流通过电动机线圈产生的热量为1.2J；
（2）整个电路消耗的电能为36J；
（3）电动机产生的机械能为32.4J．

点评 本题考查消耗的电能的计算．对于电功，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功和发热消耗的电能计算是不一样的．