典例2 电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉了. 现有一台电动机，当其两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A，则：
(1) 该电动机每分钟消耗的电能是多少?
(2) 若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?
(3) 这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
【思路分析】 该电动机所在电路是非纯电阻电路，电动机消耗的电能等于产生的内能与机械能之和. (1) 该电动机每分钟消耗的电能W=UIt=220V×50A×60s=6.6×10⁵J；(2) 电动机线圈每分钟产生的热量Q=I²Rt=(50A)²×0.4Ω×60s=6×10⁴J；(3) 该电动机每分钟所做的机械功W机械=W−Q=6.6×10⁵J−6×10⁴J=6×10⁵J.
【答案】 (1)
$6.6 × 10^{5} \mathrm{ J}$
(2)
$6 × 10^{4} \mathrm{ J}$
(3)
$6 × 10^{5} \mathrm{ J}$
答案：2.(1)$6.6 × 10^{5} \mathrm{ J}$ (2)$6 × 10^{4} \mathrm{ J}$ (3)$6 × 10^{5} \mathrm{ J}$
解析：
(1) $ W=UIt=220\mathrm{V}×50\mathrm{A}×60\mathrm{s}=6.6×10^{5}\mathrm{J} $
(2) $ Q=I^{2}Rt=(50\mathrm{A})^{2}×0.4\Omega×60\mathrm{s}=6×10^{4}\mathrm{J} $
(3) $ W_{\mathrm{机械}}=W-Q=6.6×10^{5}\mathrm{J}-6×10^{4}\mathrm{J}=6×10^{5}\mathrm{J} $
典例3 小燃家买了图甲所示的智能马桶盖，坐上去发现座圈暖暖的，他在说明书上找到有关座圈的电路图(如图乙)及部分数据如表格所示. 开关S₂接b、S₁闭合时，电
热丝1min放热
2640
J. 电热丝R₂的阻值为
1100
Ω，说明书上高温挡的功率应为
88
W.
【思路分析】 分析电路可知，S₂接b、S₁断开时，R₁、R₂串联，此时电路的总电阻最大，根据P=U²/R可知，电路的总功率最小，座圈为低温挡，电路的总电阻R总=U²/P低=(220V)²/22W=2200Ω；S₂接a、S₁闭合时，R₁、R₂并联，此时电路的总电阻最小，根据P=U²/R可知，电路的总功率最大，座圈为高温挡；开关S₂接b、S₁闭合时，R₁单独工作，座圈为中温挡，则电热丝1min放热Q=W=P中t=44W×60s=2640J，R₁的阻值R₁=U²/P中=(220V)²/44W=1100Ω，则R₂=R总−R₁=2200Ω−1100Ω=1100Ω. 可知R₁=R₂，高温挡时R₁、R₂并联，R₁、R₂两端电压相同，电阻相同，根据P=U²/R可知，R₁、R₂的功率相同，则高温挡的功率P高=2P中=2×44W=88W.
【答案】
2640
1100
88
答案：3.2640 1100 88
