Question

某同学对录音机中的小电动机用题图所示电路进行实验研究．闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.40V时，电流表的示数为0.20A，此时电动机未转动．当电压表的示数为2.0V时，电流表的示数为0.30A，此时电动机匀速转动，求：
（1）电动机线圈的电阻；
（2）电动机转动时消耗的电功率；
（3）电动机转动时产生的机械功率．

Answer 1

分析：（1）电动机未转动时，其电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，由电流表和电压表的示数，根据欧姆定律求出电动机线圈的电阻；
（2）电动机转到时为非纯电阻电路，根据P=UI求出电动机转动时消耗的电功率；
（3）根据P=I²R求出电动机转动时线圈发热功率，电动机转动时消耗的电功率减去线圈发热功率即为产生的机械功率．

解答：解：（1）电动机未转动时，其电路是纯电阻电路，根据欧姆定律可得线圈的电阻：
R=

U1

I1

=

0.40V

0.20A

=2Ω；
（2）电动机转到时为非纯电阻电路，电动机转动时消耗的电功率：
P=U₂I₂=2.0V×0.3A=0.6W；
（3）电动机转动时，发热功率：
P_热=I₂²R=（0.3A）²×2Ω=0.18W，
产生的机械功率：
P_机=P-P_热=0.6W-0.18W=0.42W．
答：（1）电动机线圈的电阻为2Ω；
（2）电动机转动时消耗的电功率为0.6W；
（3）电动机转动时产生的机械功率为0.42W．

点评：本题考查了电功率的计算，注意电动机不是纯电阻的，在计算电动机功率和发热功率时，都要用基本公式，变形公式在这里不适用．