Question

4．如图所示电路，当开关闭合时，电压表V₁、V₂的示数分别为5V和2V，已知电动机M的线圈电阻为0.5Ω，R是阻值为2Ω的定值电阻．下列结论正确的是（　　）

• A． 电动机两端的电压为2V
• B． 通过电动机的电流为3A
• C． 电阻R消耗的电功率为5W
• D． 电动机输出的机械功率为2.5W

Answer 1

分析 由电路图可知，电阻R和电动机串联，电压表V₁测电源的电压，V₂测电阻R两端的电压；根据串联电路的电压特点求出电动机两端的电压，根据欧姆定律可知电路中的电流，根据P=UI求出电阻R消耗的电功率和电动机消耗的电功率，利用P=I²R求出电动机线圈的热功率，电动机输出的机械功率等于消耗电能的功率减去热功率．

解答 解：由电路图可知，电阻R和电动机串联，电压表V₁测电源的电压，V₂测电阻R两端的电压，
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知，电动机两端的电压：
U_M=U-U_R=5V-2V=3V，故A错误；
由于串联电路中各处的电流相等，所以，通过电动机的电流：
I_M=I_R=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{2Ω}$=1A，故B错误；
电阻R消耗的电功率：
P_R=U_RI_R=2V×1A=2W，故C错误；
电动机消耗的电功率：
P_M=U_MI_M=3V×1A=3W，
电动机的热功率：
P_热=I²R_M=（1A）²×0.5Ω=0.5W，
电动机输出的机械功率：
P_机械=P_M-P_热=3W-0.5W=2.5W，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道电动机是非纯电阻用电器，欧姆定律不成立，同时要注意电压表不测带电源用电器两端的电压．