Question

13．如圖所示，A為電解槽（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置），M為電動機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U=12V，電解槽內(nèi)阻r_A=2Ω，當(dāng)K₁閉合，K₂、K₃斷開時(shí)，電流表示數(shù)I₁=6A；當(dāng)K₂閉合，K₁、K₃斷開時(shí)，電流表示數(shù)I₂=3A，且電動機(jī)輸出功率為13.5W；當(dāng)K₃閉合，K₁、K₂斷開時(shí)，電流表示數(shù)為I₃=2A．不計(jì)電流表內(nèi)阻，求：
（1）電爐子的電阻R及發(fā)熱功率P_R；
（2）電動機(jī)的內(nèi)阻r_M；
（3）在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率P_化．

Answer 1

分析 （1）電爐子為純電阻，根據(jù)歐姆定律及發(fā)熱功率公式即可求解；
（2）電動機(jī)為非純電阻，由能量守恒定律即可求解；
（3）化學(xué)能的功率等于總功率減去內(nèi)阻消耗的功率．

解答 解：（1）電爐子為純電阻，由歐姆定律 $R=\frac{U}{I_1}=2Ω$ 
其發(fā)熱功率為 P_R=UI₁=12×6 W=72W  
（2）電爐子為純電阻，由歐姆定律 U_R=I₂R=6V   
所以：U_M=U-U_R=6V 
電動機(jī)為非純電阻，由能量守恒定律得：U_MI₂=I₂²•r_M+P_輸出 
代入數(shù)據(jù)解得 r_M=0.5Ω   
（3）電爐子為純電阻，由歐姆定律：$U_R^'$=I₃R=4V     U_A=U-$U_R^'$=8V
電解槽工作時(shí)，由能量守恒定律得：P_化=U_AI₃-I₃²•r_A
代入數(shù)據(jù)解得 P_化=（8×2-2²×2）W=8W 
答：（1）電爐子的電阻R是2Ω，發(fā)熱功率是72W；
（2）電動機(jī)的內(nèi)阻是0.5Ω；
（3）在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率是8W．

點(diǎn)評 對于電動機(jī)電路，要正確區(qū)分是純電阻電路還是非純電阻電路：當(dāng)電動機(jī)正常工作時(shí)，是非純電阻電路；當(dāng)電動機(jī)被卡住不轉(zhuǎn)時(shí)，是純電阻電路．