Question

13．如图所示，A为电解槽（电能转化为化学能的装置），M为电动机，N为电炉子，恒定电压U=12V，电解槽内阻r_A=2Ω，当K₁闭合，K₂、K₃断开时，电流表示数I₁=6A；当K₂闭合，K₁、K₃断开时，电流表示数I₂=3A，且电动机输出功率为13.5W；当K₃闭合，K₁、K₂断开时，电流表示数为I₃=2A．不计电流表内阻，求：
（1）电炉子的电阻R及发热功率P_R；
（2）电动机的内阻r_M；
（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率P_化．

Answer 1

分析 （1）电炉子为纯电阻，根据欧姆定律及发热功率公式即可求解；
（2）电动机为非纯电阻，由能量守恒定律即可求解；
（3）化学能的功率等于总功率减去内阻消耗的功率．

解答 解：（1）电炉子为纯电阻，由欧姆定律 $R=\frac{U}{I_1}=2Ω$ 
其发热功率为 P_R=UI₁=12×6 W=72W  
（2）电炉子为纯电阻，由欧姆定律 U_R=I₂R=6V   
所以：U_M=U-U_R=6V 
电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：U_MI₂=I₂²•r_M+P_输出 
代入数据解得 r_M=0.5Ω   
（3）电炉子为纯电阻，由欧姆定律：$U_R^'$=I₃R=4V     U_A=U-$U_R^'$=8V
电解槽工作时，由能量守恒定律得：P_化=U_AI₃-I₃²•r_A
代入数据解得 P_化=（8×2-2²×2）W=8W 
答：（1）电炉子的电阻R是2Ω，发热功率是72W；
（2）电动机的内阻是0.5Ω；
（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率是8W．

点评 对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．