例1 一电动机线圈的电阻为1Ω,线圈两端所加电压为2V时,电路中电流为0.8A,电动机正常工作.
(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法:
小明:$W = Ult = 2V×0.8A×60s = 96J$;
小华:$W = I^{2}Rt = (0.8A)^{2}×1Ω×60s = 38.4J$.
你认为哪位同学做得对,请做出判断并说明理由.
(2)该电动机正常工作1min所转化的机械能是多少?
(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法:
小明:$W = Ult = 2V×0.8A×60s = 96J$;
小华:$W = I^{2}Rt = (0.8A)^{2}×1Ω×60s = 38.4J$.
你认为哪位同学做得对,请做出判断并说明理由.
(2)该电动机正常工作1min所转化的机械能是多少?
答案
(1)
小明解法正确。
理由:电动机正常工作时,消耗的电能根据$W = UIt$计算,因为$W = UIt$是计算电功的普适公式,适用于任何电路;而$W = I^{2}Rt$只适用于纯电阻电路,电动机是非纯电阻电路,所以小华解法错误。
(2)
电动机$1min$产生的热量$Q = I^{2}Rt=(0.8A)^{2}×1\Omega×60s = 38.4J$。
电动机$1min$消耗的电能$W = UIt = 2V×0.8A×60s = 96J$。
电动机正常工作$1min$所转化的机械能$E = W - Q=96J - 38.4J = 57.6J$。
答:(1)小明解法正确,理由见上述;(2)该电动机正常工作$1min$所转化的机械能是$57.6J$。
小明解法正确。
理由:电动机正常工作时,消耗的电能根据$W = UIt$计算,因为$W = UIt$是计算电功的普适公式,适用于任何电路;而$W = I^{2}Rt$只适用于纯电阻电路,电动机是非纯电阻电路,所以小华解法错误。
(2)
电动机$1min$产生的热量$Q = I^{2}Rt=(0.8A)^{2}×1\Omega×60s = 38.4J$。
电动机$1min$消耗的电能$W = UIt = 2V×0.8A×60s = 96J$。
电动机正常工作$1min$所转化的机械能$E = W - Q=96J - 38.4J = 57.6J$。
答:(1)小明解法正确,理由见上述;(2)该电动机正常工作$1min$所转化的机械能是$57.6J$。
例2 要使某电热器在相同时间内消耗的电能变为原来的2倍,以下措施可行的是(
A.仅使电压变为原来的2倍
B.电压不变,使电热器的电阻变为原来的一半
C.仅使电流变为原来的2倍
D.使电压变为原来的4倍,同时使电热器的电阻变为原来的2倍
B
).A.仅使电压变为原来的2倍
B.电压不变,使电热器的电阻变为原来的一半
C.仅使电流变为原来的2倍
D.使电压变为原来的4倍,同时使电热器的电阻变为原来的2倍
答案
B
解析
电能W=Pt,相同时间内电能变为原来2倍即电功率P变为原来2倍。
A.电压变为2倍,电阻R不变,由P=U²/R得P'=(2U)²/R=4P,错误;
B.电压不变,电阻变为R/2,由P=U²/R得P'=U²/(R/2)=2P,正确;
C.电流变为2倍,电阻R不变,由P=I²R得P'=(2I)²R=4P,错误;
D.电压4U、电阻2R,由P=U²/R得P'=(4U)²/(2R)=8P,错误。
A.电压变为2倍,电阻R不变,由P=U²/R得P'=(2U)²/R=4P,错误;
B.电压不变,电阻变为R/2,由P=U²/R得P'=U²/(R/2)=2P,正确;
C.电流变为2倍,电阻R不变,由P=I²R得P'=(2I)²R=4P,错误;
D.电压4U、电阻2R,由P=U²/R得P'=(4U)²/(2R)=8P,错误。
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