Question

17．在如圖所示的電路中，燈泡L標(biāo)有“8V  16W”的字樣，直流電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為R_M=2Ω，直流電源的內(nèi)阻為r=1Ω，當(dāng)閉合S₁和S₂時(shí)，燈泡L恰好正常發(fā)光，再斷開S₂時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，電路中理想電流表的讀數(shù)恰好為S₂斷開前的$\frac{2}{5}$，求：
（1）電源的電動(dòng)勢(shì)；
（2）直流電動(dòng)機(jī)的輸出功率．（設(shè)燈泡的電阻不變）

Answer 1

分析 （1）當(dāng)閉合S₁和S₂時(shí)，燈泡L恰好正常發(fā)光，由公式P=UI求出燈泡的電流，再由閉合電路歐姆定律求電源的電動(dòng)勢(shì)．
（2）再斷開S₂時(shí)，由題意求得電路中電流，由閉合電路歐姆定律求出電動(dòng)機(jī)的電壓，再由功率關(guān)系求電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

解答 解：（1）當(dāng)閉合S₁和S₂時(shí)，燈泡L恰好正常發(fā)光，由P_L=U_LI_L得：
通過燈泡的電流 I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{16}{8}$=2A
由閉合電路歐姆定律得：
電源的電動(dòng)勢(shì)  E=U_L+I_Lr=8+2×1=10（V）
（2）燈泡的電阻 R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{8}{2}$=4Ω
再斷開S₂時(shí)，由題意得知：電路中電流 I=$\frac{2}{5}$I_L=$\frac{2}{5}$×2A=0.8A
由閉合電路歐姆定律得：
電動(dòng)機(jī)的電壓 U_M=E-I（R_L+r）=10-0.8×（4+2）=5.2（V）
電動(dòng)機(jī)的輸出功率 P_出=U_MI-I²R_M=5.2×0.8-0.8²×2=2.88（W）
答：
（1）電源的電動(dòng)勢(shì)是10V；
（2）直流電動(dòng)勢(shì)的輸出功率是2.88W．

點(diǎn)評(píng) 本題是含有電動(dòng)機(jī)的電路，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，不能用閉合電路歐姆定律求解電路中的電流I，要根據(jù)能量分配關(guān)系，求輸出功率．