Question

1．如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω；开关闭合后“8V，16W“的灯泡恰好能正常发光，电动机也正常工作，电动机M绕组的电阻R_M=1Ω，求：
（1）路端电压      
（2）电源的总功率    
（3）电动机的机械功率．

Answer 1

分析 （1）路端电压等于灯泡两端的电压，灯泡正常发光，就等于灯泡的额定电压．
（2）对内电路研究，由欧姆定律求出流过电源的电流，由P=EI求解电源的总功率．
（3）电动机两端电压等于灯泡的额定电压，根据电源的电流和灯泡的电流求出电动机的电流，根据能量守恒求解电动机的输出功率．

解答 解：（1）由灯泡正常发光，路端电压为：U₁=8V        
（2）电路的内电压为：U₂=E-U₁=2V  
由欧姆定律有：I=$\frac{{U}_{2}}{r}=\frac{2}{0.5}$=4A         
电源的总功率有：P=EI=10×4=40W       
（3）流过电灯泡的电流为：I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}=\frac{16}{8}$=2A
由于灯泡和电动机并联，流过电动机的电流为：I₂=I-I₁=2A   
电动机消耗的总功率为：P₁ =U₁I=16W                    
电动机热功率为：P₁′=I²r=4W                           
由能量守恒，电动机输出的机械功率为：P=P₁ -P₁′=12W
答：（1）路端电压为8V；
（2）电源的总功率为40W；
（3）电动机的机械功率为12W．

点评 对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．