《2025年新课程问题解决导学方案九年级物理全一册人教版》

例2 如图所示是用一小型电动机提升重物的电路。当电源电压为3V时,闭合开关,电动机不转动,电流表示数为0.6A；当电源电压为12V时,闭合开关,电动机正常工作,电流表示数为0.4A,物体匀速上升。则电动机正常工作1min,电流通过线圈产生的热量为48J,产生的机械能为240J。

答案： 答案：48 240
解析：电动机不转动时,电路为纯电阻电路,由I = U/R可得,线圈的电阻R = U/I = 3V/0.6A = 5Ω。
电动机正常工作1min,电流通过线圈产生的热量$Q = I'^2Rt = (0.4A)^2×5Ω×1×60s = 48J。$
消耗的电能W = U'I't = 12V×0.4A×1×60s = 288J。
产生的机械能W机 = W - Q = 288J - 48J = 240J。
关键提醒
电动机正常工作时将电能转化为机械能和内能,是非纯电阻电路,注意计算时选择公式要合理。只有在全部转化为内能的电路中,消耗的电能才等于电热,即Q = W。在部分转化为内能的电路中,消耗的电能用W = Pt = UIt来计算,产生的电热用$Q = I^2Rt$来计算。