Question

如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E=7.5V，內(nèi)阻r=1.0Ω，定值電阻R₂=12Ω，電動(dòng)機(jī)M的線圈的電阻R=0.50Ω．開關(guān)S閉合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，理想電壓表的示數(shù)U₁=4V，電阻R₂消耗的電功率P₂=3.0W．不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗等，求：
（1）電路的路端電壓；
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．

Answer 1

分析：（1）路端電壓等于R₂的電壓，根據(jù)R₂消耗的功率即可求解電壓；
（2）當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，知道電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，就可知道電阻R₁的電壓，從而知道該支路的電流，有P_M=UI可求電動(dòng)機(jī)輸入功率，有P_耗=I²R₃可求出電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗功率，從而求出電動(dòng)機(jī)消耗的功率．

解答：解：（1）路端電壓等于R₂的電壓，由P=

U2

R2

解得：U=6V
（2）電源電動(dòng)勢(shì)E=U₂+Ir
解得：干路電流為：

E-U2

r

=

7.5-6

1

=1.5A
通過(guò)R₂的電流I₂=

U2

R2

=

6.0

12

A=0.5 A         
通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I₁=I-I₂=1.0 A            
電動(dòng)機(jī)的輸出功率P=I₁U₁-

I

2 1

R           
由此得P=1.0×4 W-1.0²×0.50W=3.5 W    
答：（1）電路的路端電壓為6V；
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為3.5W．

點(diǎn)評(píng)：本題要求學(xué)生能通過(guò)電路中開關(guān)的通斷得出正確的電路圖，并能靈活應(yīng)用串并聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律求解．