Question

16．材料一：电动机工作时将电能转化为内能和机械能，此时计算电流做功和电流通过导体产生的热量分别使用公式W=UIt和Q=I²Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间）
材料二：如图所示是录音机中使用的小电动机（已知小电动机线圈电阻为2欧）的电路图，某同学用如图电路进行试验研究．闭合开关，当电压表的示数为2V时，电流表的示数为0.3A，此时电动机匀速转动，不计电动机转动时的摩擦，求：
（1）电动机在2V电压下转动1min线圈产生的热量；
（2）电动机在2V电压下转动1min消耗的电能；
（3）电动机在2V电压下转动1min输出的机械能．

Answer 1

分析 （1）通电电流、通电时间和线圈电阻已知，根据Q=I²Rt可求产生热量．
（2）已知电动机两端电压和通过的电流、通电时间根据公式W=UIt可求消耗的电能．
（3）消耗的电能减去产生的热量就是电动机每分钟输出的机械能．

解答 解：（1）电动机在2V电压下转动1min线圈产生的热量：
Q=I²Rt=（0.3A）²×2Ω×60s=10.8J．
（2）电动机在2V电压下转动1min消耗的电能：
W=UIt=2V×0.3A×60s=36J．
（3）电动机在2V电压下转动1min输出的机械能：
W_机=W-Q=36J-10.8J=25.2J．
答：（1）电动机在2V电压下转动1min线圈产生的热量为10.8J．
（2）电动机在2V电压下转动1min消耗的电能为36J．
（3）电动机在2V电压下转动1min输出的机械能为25.2J．

点评 电动机是非纯电阻电路，在计算热量和消耗电能时要运用不同的公式，掌握公式Q=I²Rt和W=UIt的适用条件是解答本题的关键．