Question

【題目】在如圖所示，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值為1Ω，定值電阻R的阻值為10Ω，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S擲b時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S擲a時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A，此時(shí)電 動(dòng)機(jī)正常工作．問：
（1）單刀雙擲開關(guān)S擲b時(shí)，電源電壓是多少V？
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作1min所消耗的電能是多少J？
（3）電動(dòng)機(jī)正常工作1min有多少J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？

Answer 1

【答案】
（1）單刀雙擲開關(guān)S擲b時(shí)，電路為R的簡單電路，電流表測電路中的電流，

由I= 可得，電源的電壓：U=IR=0.2A×10Ω=2V

答：電源電壓是2V

（2）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S擲a時(shí)，電路為電動(dòng)機(jī)的簡單電路，電流表測通過的電流，

則工作1min所消耗的電能：W=UI′t=2V×0.8A×60s=96J

答：電動(dòng)機(jī)正常工作1min所消耗的電能是96J

（3）正常工作1min線圈電阻產(chǎn)生的熱量：

Q=（I′）2R′t=（0.8A）2×1Ω×60s=38.4J，

電能轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能：W′=W﹣Q=96J﹣38.4J=57.6J

答：電動(dòng)機(jī)正常工作1min有57.6J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

【解析】（1）單刀雙擲開關(guān)S擲b時(shí)，電路為R的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；（2）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S擲a時(shí)，電路為電動(dòng)機(jī)的簡單電路，電流表測通過的電流，根據(jù)W=UIt求出工作1min所消耗的電能；（3）根據(jù)焦耳定律求出正常工作1min線圈電阻產(chǎn)生的熱量，消耗的電能減去產(chǎn)生的熱量即為獲得的機(jī)械能．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用歐姆定律及其應(yīng)用和電功的計(jì)算，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電功計(jì)算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）即可以解答此題．