Question

一個實驗用的電動機與電流表串聯后接在6V直流電源上．閉合開關后電動機并沒轉動，這時電流表的讀數為3A．檢查發現電動機軸上的齒輪被卡住了，排除故障后，讓電動機帶動抽水機轉動，這時電流表的讀數為1A，由此可以算出，此時電動機做機械功的功率為    W，電動機線圈電阻為    Ω．

Answer 1

【答案】分析：電動機未轉時，電路可視作純電阻電路，已知此時的工作電流和電源電壓，由歐姆定律可求得線圈的電阻．
電動機轉動時，電路為非純電阻電路，此時電源的輸出功率主要包括兩部分：做機械功的機械功率和熱損耗的發熱功率；
那么輸出功率需用P=UI求出，而發熱功率則必須用P=I²R來求，兩者的差值即為電動機做機械功的機械功率．
解答：解：（1）電動機未轉時，電源電壓為 U=6V，電流為 I₁=3A，此時為純電阻電路，適用歐姆定律；
則，線圈電阻 R===2Ω．
（2）電動機轉動時，電路為非純電阻電路，電源的輸出功率包括兩部分：做機械功的機械功率和熱損耗功率；
電源的輸出功率為：P_總=UI₂=6V×1A=6W；
熱損耗功率為：P_損=I₂²R=（1A）²×2Ω=2W；
因此，電動機做機械功的功率：P=P_總-P_損=6W-2W=4W；
故答案為：4，2．
點評：此題主要考查的是歐姆定律和電功率計算公式的應用，由于牽涉到純電阻和非純電阻電路，難度有所增加；
需要注意的是：歐姆定律是在純電阻電路中得出的，所以它的應用有一定的局限性，即只適用于純電阻電路．
在非純電阻電路中，計算電功率必須用：P=UI=，計算電功必須用：W=Pt=UIt，計算電熱必須用：Q=I²Rt（焦耳定律）．