Question

【題目】如圖所示，電源電動勢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)電動機(jī)產(chǎn)生的熱量Q；

（3）電動機(jī)的機(jī)械功率．

Answer 1

【答案】（1）電源的輸出功率P0是16W．

（2）10s內(nèi)電動機(jī)產(chǎn)生的熱量Q是10J；

（3）電動機(jī)的機(jī)械功率是3W．

【解析】試題分析：（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，通過電動機(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）電動機(jī)的機(jī)械功率等于電功率與發(fā)熱功率之差．

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==A=2A

電源的輸出功率為：P0=UI=8×2W=16W

（2）流過燈泡的電流為：I1==A=1.5A

則流過電動機(jī)的電流為：I2=I﹣I1=0.5A

電動機(jī)在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q=R0t=0.52×4×10J=10J

（3）電動機(jī)的總功率為：P總=UI2=8×0.5W=4W

電動機(jī)的發(fā)熱功率為：P熱==0.52×4W=1W

電動機(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)電動機(jī)產(chǎn)生的熱量Q是10J；

（3）電動機(jī)的機(jī)械功率是3W．