Question

如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=0.5Ω，小電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為0.5Ω，電阻R₀=3Ω，電壓表的示數(shù)為3V．求
（1）電源的輸出功率
（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

Answer 1

分析：（1）以電阻R₀為研究對(duì)象，根據(jù)歐姆定律求出電流．電源的輸出功率等于電源的總功率減去內(nèi)電路消耗的功率．
（2）根據(jù)電壓的分配關(guān)系，求出電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U．電動(dòng)機(jī)輸入的電功率為P_電=UI，內(nèi)部發(fā)熱為P_熱=I²R_M，電動(dòng)機(jī)輸出的是機(jī)械能．根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律求出電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

解答：解：（1）以電阻R₀為研究對(duì)象，根據(jù)歐姆定律得到電路中電流為
     I=

U0

R0

=

3

3

A=1A
則電源的輸出功率P_出=EI-I²r=6×1-1²×0.5=5.5（W）
（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U=E-U₀-Ir=6-3-1×0.5=2.5（V）
電動(dòng)機(jī)輸入的電功率為P_電=UI，內(nèi)部發(fā)熱為P_熱=I²R_M，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得，
電動(dòng)機(jī)的輸出功率P_機(jī)=P_電-P_熱=UI-I²R_M=2.5×1-1²×0.5（W）=2W
答：
（1）電源的輸出功率是5.5W．       
（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率是2W．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵抓住電路中電壓分配和能量的關(guān)系，不能直接根據(jù)歐姆定律這樣來(lái)求解電路中電流：I=

E

r+R0+RM

，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)工作時(shí)，歐姆定律不成立．