Question

11．如图所示，A为电解槽，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S₁闭合、S₂、S₃断开时，电流表A示数为6A；当S₂闭合、S₁、S₃断开时，A示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S₃闭合、S₁、S₂断开时，A示数为4A．求：
（1）电炉子的电阻及发热功率；
（2）电动机的内阻；
（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少．

Answer 1

分析 （1）电炉子工作时为纯电阻，根据欧姆定律及发热功率公式即可求解；
（2）电动机工作时为非纯电阻，由能量守恒定律列式，即可求解电动机的内阻；
（3）化学能的功率等于总功率减去内阻消耗的功率，由能量守恒定律求解．

解答 解：（1）当S₁闭合、S₂、S₃断开时，只有电炉子接入，因电炉子为纯电阻，由欧姆定律有：电炉子的电阻 r=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{12}{6}$Ω=2Ω
其发热功率为：P_R=UI₁=12×6 W=72W．
（2）当S₂闭合、S₁、S₃断开时，电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：UI₂=I₂²•r_M+P_输出
代入数据解得：r_M=1Ω
（3）当S₃闭合、S₁、S₂断开时，电解槽工作，由能量守恒定律得：P_化=UI₃-I₃²•r_A
代入数据解得：P_化=（12×4-4²×2）W=16W．
答：
（1）电炉子的电阻为2Ω，发热功率为72W；
（2）电动机的内阻是1Ω；
（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为16W．

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．