Question

2．用12V的電源為微型電動(dòng)機(jī)供電的電路如圖（甲）所示．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S₁、S₂均向上合上時(shí)，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，電流I隨時(shí)間t 變化的圖象如圖20（乙）所示．當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作．已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)歐姆定律不適用，并忽略溫度對(duì)電阻的影響，試解答下列問(wèn)題．
（1）當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S₁、S₂同時(shí)合上時(shí)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)．
（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為4.8W．
（3）求電動(dòng)機(jī)的電阻及正常工作時(shí)的輸出功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開(kāi)關(guān)的控制作用分析．
（2）由圖乙可知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流，利用P=UI求功率．
（3）由圖乙可知電動(dòng)機(jī)剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流，此時(shí)根據(jù)歐姆定律求出電阻，正常轉(zhuǎn)動(dòng)后，根據(jù)P=I²R求出電阻產(chǎn)生熱量的功率，則P_輸出=P-P_熱．

解答 解：（1）根據(jù)開(kāi)關(guān)的控制作用可以看出，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S₁、S₂均均向下閉合時(shí)流入電動(dòng)機(jī)的電流方向改變，則可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)．
（2）由圖乙可知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流I=0.4A，則P=UI=12V×0.4A=4.8W，
（3）由圖乙可知電動(dòng)機(jī)剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流I′=1.2A，
由歐姆定律得：則電動(dòng)機(jī)的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{1.2A}$=10Ω，
電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)P_熱=I²R=（0.4A）²×10Ω=1.6W，
P_輸出=P-P_熱=4.8W-1.6W=3.2W．
故答案為：（1）同時(shí)；（2）4.8；（3）電動(dòng)機(jī)的電阻為10Ω，正常工作時(shí)的輸出功率為3.2W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了開(kāi)關(guān)使用、歐姆定律的應(yīng)用和功率的計(jì)算，要注意剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電路中只是電動(dòng)機(jī)的電阻產(chǎn)生電流，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)歐姆定律不適用．