Question

16．材料一：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，此時(shí)計(jì)算電流做功和電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量分別使用公式W=UIt和Q=I²Rt（其中I、R和t分別表示通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間）
材料二：如圖所示是錄音機(jī)中使用的小電動(dòng)機(jī)（已知小電動(dòng)機(jī)線圈電阻為2歐）的電路圖，某同學(xué)用如圖電路進(jìn)行試驗(yàn)研究．閉合開關(guān)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦，求：
（1）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min線圈產(chǎn)生的熱量；
（2）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min消耗的電能；
（3）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min輸出的機(jī)械能．

Answer 1

分析 （1）通電電流、通電時(shí)間和線圈電阻已知，根據(jù)Q=I²Rt可求產(chǎn)生熱量．
（2）已知電動(dòng)機(jī)兩端電壓和通過的電流、通電時(shí)間根據(jù)公式W=UIt可求消耗的電能．
（3）消耗的電能減去產(chǎn)生的熱量就是電動(dòng)機(jī)每分鐘輸出的機(jī)械能．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min線圈產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（0.3A）²×2Ω×60s=10.8J．
（2）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min消耗的電能：
W=UIt=2V×0.3A×60s=36J．
（3）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min輸出的機(jī)械能：
W_機(jī)=W-Q=36J-10.8J=25.2J．
答：（1）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min線圈產(chǎn)生的熱量為10.8J．
（2）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min消耗的電能為36J．
（3）電動(dòng)機(jī)在2V電壓下轉(zhuǎn)動(dòng)1min輸出的機(jī)械能為25.2J．

點(diǎn)評 電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，在計(jì)算熱量和消耗電能時(shí)要運(yùn)用不同的公式，掌握公式Q=I²Rt和W=UIt的適用條件是解答本題的關(guān)鍵．