Question

11．如圖是一個(gè)玩具汽車上的控制電路（R是保護(hù)電阻），小明對其進(jìn)行測量和研究發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1Ω，當(dāng)閉合開關(guān)S后，兩電壓表V₁、V₂的示數(shù)分別為6V和2V，電路消耗的總功率為3W．求：
（1）R的阻值．
（2）此時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電阻R與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，電壓表V₁測電源電壓，電壓表V₂測電阻R兩端電壓，由功率公式求出電路電流，然后由歐姆定律求出電阻阻值；
（2）由電功率公式P=UI求出電動(dòng)機(jī)的總功率、由電功率公式求出線圈熱功率，然后求出機(jī)械功率．

解答 解：由電路圖可知，電阻R與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，電壓表V₁測電源電壓，電壓表V₂測電阻R兩端電壓；
（1）電動(dòng)機(jī)和電阻R串聯(lián)，由題意可知：U_R=2V，U=6V，
由P=UI可知電路電流：I=$\frac{{P}_{總}}{U}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電阻阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
（2）電動(dòng)機(jī)和電阻R串聯(lián)，U_R=2V，U=6V，
電動(dòng)機(jī)兩端電壓：U_M=U-U_R=6V-2V=4V，
電動(dòng)機(jī)消耗的總功率：P_M=U_MI=4V×0.5A=2W，
電動(dòng)機(jī)線圈消耗的熱功率：P_熱=I²r=（0.5A）²×1Ω=0.25W，
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率：P_機(jī)=P_M-P_熱=2W-0.25W=1.75W；
答：（1）R的阻值為4Ω．
（2）此時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是1.75W．

點(diǎn)評 分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律及電功率公式是正確解題的關(guān)鍵．