闭合开关后,用手按住玩具电动机的转子,不让它转动,这时与电动机并联的电压表读数为3伏,与电动机串联的电流表读数为6安.松手后,电动机正常转动,此时电流表读数为1安.这台电动机正常转动时,每秒钟有________焦的电能转变为机械能.
2.5
(1)当电机不转时,电机可看作纯电阻,由欧姆定律可求得电阻;
(2)电动机转动时,电路为非纯电阻电路,此时电源的输出功率主要包括两部分:做机械功的机械功率和热损耗的发热功率;根据P=UI求出电源的输出功率需用,根据P=I2R求出发热功率,两者的差值即为电动机做机械功的机械功率,进而得出每秒钟有多少电能转变为机械能.
解答:(1)电动机未转时,电源电压为U=3V,电流为I1=6A,此时为纯电阻电路;
则:线圈电阻R===0.5Ω.
(2)电动机转动时,电路为非纯电阻电路,电源的输出功率包括两部分:做机械功的机械功率和热损耗功率;
电源的输出功率为:P总=UI2=3V×1A=3W;
热损耗功率为:P损=I22R=(1A)2×0.5Ω=0.5W;
因此,电动机做机械功的功率:P=P总-P损=3W-0.5W=2.5W;
所以每秒钟电能转变为机械能为W=Pt=2.5W×1s=2.5J.
故答案为:2.5.
点评:本题主要考查了欧姆定律和电功率计算公式的应用,由于牵涉到纯电阻和非纯电阻电路,难度有所增加;需要注意的是:欧姆定律是在纯电阻电路中得出的,所以它的应用有一定的局限性,即只适用于纯电阻电路.在非纯电阻电路中,计算电功率必须用:P=UI=,计算电功必须用:W=Pt=UIt,计算电热必须用:Q=I2Rt(焦耳定律).