Question

20．如圖為一玩具起重機(jī)的電路示意圖．電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)電阻為0.5Ω，電阻R=2.5Ω，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以0.5m/s的速度勻速向上提升一質(zhì)量為320g的物體時(shí)（不計(jì)一切摩擦阻力，g=10m/s²），標(biāo)有“3V，0.6W”的燈泡正常發(fā)光，求：
（1）電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻
（2）電動(dòng)機(jī)的效率．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的性質(zhì)及串并聯(lián)電路的規(guī)律可得出電動(dòng)機(jī)兩端的電壓及電流，再由功率公式可求得電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻．
（2）電動(dòng)機(jī)的效率等于輸出功率與總功率之比．

解答 解：（1）由電路圖可知，燈泡與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，電壓為 U_L=3V，電流為：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.6}{3}$A=0.2A；
故電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為：U=3V；
由歐姆定律可得，電路中總電流為：
I=$\frac{E-{U}_{L}}{R+r}$=$\frac{6-3}{2.5+0.5}$A=1A；
通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為：
I_機(jī)=I-I_L=1-0.2=0.8A；
電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：
P=mgv=UI_機(jī)-I_機(jī)²r
代入數(shù)據(jù)解得：r=1.25Ω
（2）電動(dòng)機(jī)的效率為：
η=$\frac{mgv}{U{I}_{機(jī)}}$×100%=$\frac{0.32×10×0.5}{3×0.8}$×100%≈66.7%
答：（1）電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是1.25Ω．
（2）電動(dòng)機(jī)的效率是66.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查功率公式的應(yīng)用及閉合電路歐姆定律，要注意正確分析電路中電流、電壓關(guān)系，明確各種功率公式的應(yīng)用條件．