Question

6．小明在實(shí)驗(yàn)室完成了直流電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)后，利用他的玩具電動(dòng)機(jī)又進(jìn)行了下列探究，他先按圖把器材連接好后，保持電源電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置在最右端時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)并沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電壓表的示數(shù)為1.2伏，電流表的示數(shù)為0.34安．檢查發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軸上的齒輪被卡住了，排除故障后，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)100克的鉤碼在3秒內(nèi)上升1米，這時(shí)電壓表的示數(shù)為2伏，電流表的讀數(shù)為0.3安，請(qǐng)你參加小明的研究，解答下列問(wèn)題：（取g=10牛/千克）
（1）小明實(shí)驗(yàn)中所用電源的電壓為8V．
（2）電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)3秒消耗的電能是1.8J．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)兩次電壓表和電流表的讀數(shù)可求得滑動(dòng)變阻器的最大阻值，然后利用歐姆定律的應(yīng)用和串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得電源的電壓．
（2）根據(jù)用W=UIt計(jì)算消耗的電能．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R，電動(dòng)機(jī)和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，串聯(lián)電路中電流處處相等，
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻兩端電壓U_滑=IR，
由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，電源的電壓U_{電動(dòng)機(jī)}+U_滑=U，
電壓表的示數(shù)為U_{電動(dòng)機(jī)1}=1.2V，電流表的示數(shù)為I₁=0.34A時(shí)，可列出等式1.2V+I₁R=U…①
當(dāng)電壓表的示數(shù)為U_{電動(dòng)機(jī)2}=2V，電流表的讀數(shù)為I₂=0.3A，可列出等式2V+I₂R=U…②，
由①②解R=20Ω，U=8V；
（2）電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)3秒消耗的電能W=U_{電動(dòng)機(jī)2}I₂t=2V×0.3A×3s=1.8J．
故答案為：（1）8；（2）1.8．

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)理清求電源電壓的思路：根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律求得滑動(dòng)變阻器的最大阻值，然后可求得電源電壓，此題還涉及到、歐姆定律的應(yīng)用以及電能的計(jì)算，難易程度適中．