Question

9．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R’使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V．重新调节R’使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V，求
（1）这台电动机正常运转时的内阻R
（2）电动机正常运转时的输出功率P_出．

Answer 1

分析 从电路图中可以看出，电动机和滑动变阻器串联，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量电路电流，根据公式R=$\frac{U}{I}$可求电动机停转时的电阻；
利用公式P=UI可求电动机的总功率，根据公式P=I²R可求电动机克服本身阻力的功率，总功率与电动机克服自身电阻功率之差就是电动机的输出功率．

解答 解：（1）电动机停止转动时，可得电动机的电阻：R=$\frac{U}{I}=\frac{2}{0.5}$=4Ω；
（2）电动机正常运转时，电动机的总功率：P=U₁I₁=24V×2A=48W；
电动机自身电阻的热功率：P_R=I₁²R=（2A）²×4Ω=16W；
电动机正常运转时的输出功率是：P_出=P-P_R=48W-16W=32W．
答：（1）这台电动机正常运转时的内阻为4Ω；
（2）电动机正常运转时的输出功率为32W．

点评 本题要明确非纯电阻电路的功率的计算方法，知道电动机不转动时可视为纯电阻和能量间的关系．