题目内容
5．在计算电动机工作时所消耗的电功率时，小杰和小施产生了分歧，小杰利用公式P=IU计算电动机所消耗的电功率，小施利用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率．（已知：电动机线圈电阻为2Ω，电动机工作时两端的电压为220V，通过电动机的电流强度为4A）．（1）请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功率的方法是否正确，并说明理由．
（2）求这台电动机工作5min时，电动机线圈产生的热量．
（3）求这台电动机工作5min时所做的机械功．
分析 （1）计算电动机所消耗的电功率应该利用公式P=UI来计算，U为电动机两端的电压，I为通过电动机的电流，利用公式P=I2R只能计算线圈电阻消耗的功率．
（2）已知通过的电流和工作时间以及线圈的电阻，根据焦耳定律计算就可．
（3）电动机在时间t内所做的机械功等于电流做的总功减去线圈产生的热量．
解答 解：（1）小杰正确，小施不正确，因为P=I2R只是线圈的发热功率，而电动机正常工作时消耗的电能没有全部转化为机械能，有一部分转化成了内能，所以利用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率是错误的．
（2）这台电动机在时间t=5min=300s内，电动机线圈产生的热量：
Q=I2Rt=（4A）2×2Ω×300s=9600J．
（3）电动机在时间t=5min=300s内所做的机械功：
W=W电-Q=UIt-Q=220V×4A×300s-9600J=2.544×105J．
答：（1）小杰正确，小施不正确，因为P=I2R只是线圈的发热功率，而电动机正常工作时消耗的电能没有全部转化为机械能，有一部分转化成了内能，所以利用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率是错误的．
（2）这台电动机工作5min时，电动机线圈产生的热量9600J．
（3）这台电动机工作5min时所做的机械功2.544×105J．
点评 本题考查电功率和焦耳定律计算公式及其变形的灵活运用，难点是知道公式P=I2R只适用于纯电阻电路，也就是电能完全转化为内能的电路．
练习册系列答案
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