Question

10．如图所示，电路中的伏特计V₁示数为100V，V₂示数为80V，电阻R=5Ω，电源的内阻为r₁=0.5Ω，电动机内电阻r₂=1Ω．求：
（1）电源的电动势为多少，
（2）电动机的效率为多少．

Answer 1

分析 （1）电动机正常工作时的电路是非纯电阻电路，欧姆定律U＞IR．对于R是纯电阻，可以用欧姆定律求得电路中的电流．再根据闭合电路欧姆定律求电源的电动势．
（2）根据P=UI求出电动机消耗的总功率，由功率关系求出电动机输出的功率．效率等于输出功率与总功率的百分比．

解答 解：（1）电阻R两端的电压为：U_R=U₁-U₂=100V-80V=20V
电路中电流为：I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{20}{5}$A=4A
根据闭合电路欧姆定律得电源的电动势为：
E=U₁+Ir₁=100+4×0.5=102V
（2）电动机消耗的总功率为：
P_总=U₂I=80×4W=320W
电动机的输出功率为：
P_出=P_总-I²r₁=320-4²×1=304W
效率为：η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{总}}$×100%=$\frac{304}{320}$×100%=95%
答：（1）电源的电动势是102V．
（2）电动机的效率为95%．

点评 对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路，可从从能量转化的角度理解：电能全部转化内能时，是纯电阻电路．电能转化为内能和其他能时，是非纯电阻电路．