Question

高中物理功率问题

在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V。重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为（ ）
A．32W B．44W
C．47W D．48W

如果两种情况功率都分别用P=UI算的话那么就应该选C啊，可答案是A，为什么。

Answer 1

电动机停止转动时，没有机械能输出，电功=电热
P=UI=rI^2
电动机线圈电阻为
r=U/I=2.0V/0.50A=4.0欧
电动机恢复正常运转时：
消耗的电功率Po=U'I'=24.0V*2.0A=48.0W
热功率P'=I'^2*r=2.0*2.0*4.0=16W
输出功率P=Po-P'=48.0-16=32W
选A

Answer 2

解析：答案：A
当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电动机可看成纯电阻电路，
电动机的内电阻r=U1/I1=2.0/0.50=4欧姆
重新调节R并使电动机恢复正常运转时，电动机的输入功率为：
P1=U2*I2=24.0*2.0=48W
电动机的热功率为P2=I^2*r=2^2*4=16W
这台电动机正常运转时输出功率为:
P=P1-P2=44-16=32W
故选A

Answer 3

电机停止转动时 2V/0.5A=4 ohm, 这是电动机线圈的电阻值
电机转动时, 24V*2A=48W 这是电动机的输入功率, 2A*2A*4ohm=16W, 这是电动机线圈发热耗散的功率, 48W-16W=32W, 这是电动机的输出功率. 因为线圈通过电流发热的功率是无法输出到外部的, 不能算输出功率.

追问

我记得P=UI适用于任何电路吧，纯电阻也可以啊，那为什么不能用P=UI算呢

Answer 4

P=2.0×24-2.0×(2.0/0.5)=32
答案是A
抱歉刚才算错了

追问

答案是A，没错的。

追答

电机的电阻是2.0/0.5=4欧
当通过2.0安培电流时，损耗功率16W。

追问

我想知道为什么不直接像你刚才那么算，而要算出内阻

追答

着个题的本意是，当电机不转时，反电势为零，所以电机两端的电压等于电流乘以电机的线圈电阻。电机的线圈电阻是不变的，所以当电流为2.0安培时，电阻产生的损耗应按照2.0安培电流计算，而不应当按照0.5安培电流计算。