Question

13．如图是一个玩具汽车上的控制电路，对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1欧，保护电阻R为4欧，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6伏和2伏，则（　　）

• A． 电路中的电流为4安
• B． 电动机两端的电压为2伏
• C． 电动机的机械功率为3W
• D． 1分钟在电阻R上产生热量60焦

Answer 1

分析 由电路图可知，电动机M和电阻R串联，电压表V₁测电源的电压，电压表V₂测R两端的电压．根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，利用串联电路的电压特点求出电动机两端的电压，根据P=UI求出电动机消耗的电功率，根据P=I²R求出电动机线圈的热功率，电动机的机械功率等于电动机消耗的电功率减去热功率，利用Q=I²Rt求出1分钟在电阻R上产生热量．

解答 解：由电路图可知，电动机M和电阻R串联，电压表V₁测电源的电压，电压表V₂测R两端的电压．
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{4Ω}$=0.5A，故A错误；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电动机两端的电压：
U_M=U-U_R=6V-2V=4V，故B错误；
电动机消耗的电功率：
P_M=U_MI=4V×0.5A=2W，
电动机线圈的热功率：
P_热=I²R_M=（0.5A）²×1Ω=0.25W，
则电动机的机械功率：
P_机械=P_M-P_热=2W-0.25W=1.75W，故C错误；
1分钟在电阻R上产生热量：
Q_R=I²Rt=（0.5A）²×4Ω×60s=60J，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用．