Question

(10分)電動玩具汽車的直流電動機電阻一定，當加上0.3V電壓時，通過的電流為0.3A，此時電動機沒有轉動。當加上3V 電壓時，電流為1A，這時候電動機正常工作。求
（1）電動機的電阻；
（2）電動機正常工作時，產生的機械功率和發熱功率。

Answer 1

（1）1Ω（2）2w

（1）當加上0.3V電壓時電動機不轉動，利用歐姆定律得
r=U₁/I₁=0.3/0.3=1Ω                      （2分）
（2）當加上3V電壓時，消耗的電能一部分發熱，一部分轉化為了機械能。
消耗的電功率為：P=IU=1×3=3w                      （2分）
發熱功率P_熱=I²r=1²×1=1w                      （3分）
根據能量關系，產生的機械功率為：
P_機=P-P_熱=3-1=2w                      （3分）
本題考查非純電阻電路電功率的計算，當電動機不轉動時為純電阻電路，歐姆定律成立U=IR可求得內阻大小，當電動機轉動以后電能轉化為焦耳熱和機械能，消耗電能為P=UI，內阻消耗功率為I²r，兩者做差即為機械功率大小