Question

14．如圖所示，電源電動勢E=10V，內(nèi)阻r=0.5Ω，“8V、16W”的燈泡恰好能正常發(fā)光，電動機M繞組的電阻R₀=1Ω，求：
（1）路端電壓；
（2）電路的內(nèi)壓U_內(nèi)；
（3）電源的總功率；
（4）電動機的輸出功率．

Answer 1

分析 （1）圖中燈泡兩端的電壓等于路端電壓；
（2）燈泡正常發(fā)光，其電壓就等于燈泡的額定電壓．對內(nèi)電路研究，由歐姆定律求出流過電源的電流，由P=EI求解電源的總功率．由總功率減去內(nèi)部損耗的功率即得電源的輸出功率．
（3）電動機兩端電壓等于燈泡的額定電壓，根據(jù)電源的電流和燈泡的電流求出電動機的電流，根據(jù)P=UI求得總功率的大小；
（4）電動機兩端電壓等于燈泡的額定電壓，根據(jù)電源的電流和燈泡的電流求出電動機的電流，根據(jù)能量守恒求解電動機的輸出功率．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光，U=U_額=8V，
（2）功率為P=P_額=16W，
由P=UI得 I₁=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{16}{8}$A=2A
則電源內(nèi)阻的電壓U_內(nèi)=E-U=10V-8V=2V
（3）由歐姆定律得流過電源的電流I=$\frac{{U}_{內(nèi)}}{r}$=$\frac{2}{0.5}$A=4A
通過燈泡的電流I_燈=$\frac{{p}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{16}{8}$A=2A
電動機的電流I_M=I-I_燈=4A-2A=2A
電動機消耗的總功率P₁=UI_M=8×2=16W
（4）電動機發(fā)熱功率P_熱=I_M²R₀=2²×1=4W
所以電動機的機械功率P₂=P_M-P_熱=16-4=12W
答：
（1）路端電壓為8V；
（2）電路的內(nèi)壓U_內(nèi)為2V；
（3）電源的總功率為16W；
（4）電動機的輸出功率為12W．
（4）電動機的輸出功率為12W．

點評 對于電動機電路，要正確區(qū)分是純電阻電路還是非純電阻電路：當(dāng)電動機正常工作時，是非純電阻電路；當(dāng)電動機被卡住不轉(zhuǎn)時，是純電阻電路．