Question

13．如圖為某些型號(hào)玩具電動(dòng)機(jī)的工作電路圖，電動(dòng)機(jī)名牌上標(biāo)有“6V 6W，線圈電阻2Ω”字樣，當(dāng)開關(guān)閉合的瞬間，電動(dòng)機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流稱為啟動(dòng)電流，為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)電流不得超過2A，求：
（1）啟動(dòng)時(shí)，變阻箱R的阻值至少多大？
（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再次調(diào)節(jié)變阻箱R，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，此時(shí)R消耗的電功率為多大？

Answer 1

分析 （1）啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有對(duì)外輸出機(jī)械能，此時(shí)的電路為純電阻電路，線圈電阻和電阻箱串聯(lián)，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出總電阻，進(jìn)而求出變阻箱電阻；
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作，其兩端電壓為6V，根據(jù)P=UI求出電路電流，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)求出變阻箱兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出R消耗的電功率．

解答 解：（1）啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有對(duì)外輸出機(jī)械能，此時(shí)的電路為純電阻電路，線圈電阻和電阻箱串聯(lián)，
由I=$\frac{U}{R}$得電路總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{2A}$=6Ω，
變阻箱電阻R_變=R-R_線=6Ω-2Ω=4Ω；
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作，
由P=UI得電路中電流：
I′=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
變阻箱兩端電壓U_變=U-U_額=12V-6V=6V，
變阻箱消耗電功率：
P′=U_變I′=6V×1A=6W．
答：（1）啟動(dòng)時(shí)，變阻箱R的阻值至少4Ω；
（2）此時(shí)R消耗的電功率為6W．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路的電壓、電阻特點(diǎn)和電功率計(jì)算公式的理解和掌握，難度不是很大．