Question

9．圖中電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)電阻r=0.5Ω．將一盞額定電壓為8V，額定功率為16W的燈泡與一只線圈電阻為0.5Ω的直流電動(dòng)機(jī)并聯(lián)后和電源相連，燈泡剛好正常發(fā)光．問(wèn)：
（1）電源的總功率是多少？
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率是多少？
（3）電動(dòng)機(jī)線圈的熱功率是多少？
（4）電動(dòng)機(jī)的效率為多少？

Answer 1

分析 （1）由題意可知電路中的路端電壓，則由閉合電路歐姆定律可求得電路中的電流，由P=UI可求得電源提供的能量；
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P=UI_機(jī)；
（3）電動(dòng)機(jī)線圈的熱功率P_機(jī)=I_機(jī)²R_機(jī)；
（4）由η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{入}}$×100%可求得電動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：①由題意可知，電路的路端電壓U=8V，則內(nèi)電壓U_內(nèi)=E-U=12V-8V=4V；
電路中電流I=$\frac{{U}_{內(nèi)}}{r}$=$\frac{4}{0.5}$=8A；
故電源的總功率P=EI=12×8=96w；
②燈泡中的電流I_燈=$\frac{P}{U}$=$\frac{16}{8}$=2A；
由并聯(lián)電路的規(guī)律可知，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I_機(jī)=I-I_燈=8A-2A=6A；
電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P=UI_機(jī)=8×6=48w；
③電動(dòng)機(jī)線圈的熱功率P_機(jī)=I_機(jī)²R_機(jī)=6²×0.5=18w；
④電動(dòng)機(jī)的效率η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{入}}$×100%=$\frac{18}{48}$×100%=62.5%．
答：（1）電源的總功率是96w（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率是48w
（3）電動(dòng)機(jī)線圈的熱功率是18w（4）電動(dòng)機(jī)的效率為62.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電路中電功及電熱的區(qū)別，要注意焦耳定律及電功公式在非純電阻電路中均可使用，但焦耳定律只能求產(chǎn)生的熱量．