Question

18．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=1Ω，閉合電鍵S后，標(biāo)有“8V，12W”的燈泡恰能正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)M繞組的電阻R₀=4Ω，求：
（1）電源的輸出功率P₀；
（2）10s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q；
（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率．

Answer 1

分析 （1）“8V，12W”的燈泡L恰好能正常發(fā)光，燈泡的電壓為U=8V，電源的內(nèi)電壓為U′=E-U=2V，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中總電流I，電源的輸出功率為P=UI．
（2）根據(jù)功率公式求出燈泡的電流，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流等于總電流與燈泡電流之差．由焦耳定律求解熱量Q．
（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率等于電功率與發(fā)熱功率之差．

解答 解：（1）由題意，并聯(lián)部分電壓為 U=8V，內(nèi)電壓應(yīng)為：U′=E-U=10V-8V=2V
總電流為：I=$\frac{U′}{r}$=$\frac{2}{1}$A=2A
電源的輸出功率為：P₀=UI=8×2W=16W
（2）流過(guò)燈泡的電流為：I₁=$\frac{{P}_{1}}{U}$=$\frac{12}{8}$A=1.5A
則流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為：I₂=I-I₁=0.5A
電動(dòng)機(jī)在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q=${I}_{2}^{2}$R₀t=0.5²×4×10J=10J
（3）電動(dòng)機(jī)的總功率為：P_總=UI₂=8×0.5W=4W
電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為：P_熱=${I}_{2}^{2}{R}_{0}$=0.5²×4W=1W
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為：P_機(jī)=P_總-P_熱=3W
答：（1）電源的輸出功率P₀是16W．
（2）10s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q是10J；
（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是3W．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，本題不能用歐姆定律求出通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流．