Question

3．如图所示，电阻R₁=8Ω，电动机绕组电阻R₀=2Ω，当开关S断开时，电阻R₁消耗的电功率是2.88W；当开关S闭合时，电阻R₁消耗的电功率是2W．若电源的电动势为6V，求开关S闭合时
（1）干路中的总电流
（2）电动机输出的机械功率．
（3）若此电动机输出的机械功率不变，用它从静止开始竖直提升0.5Kg 物体时，物体匀速上升时的速度为多大．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）当开关S断开时，电阻R₁消耗的电功率求出电路中电流，由欧姆定律求出电源的内阻r．当开关S闭合时，根据电阻R₁消耗的电功率求出R₁的电流和电压，根据欧姆定律求出干路电流．
（2）得到电动机的电流，再求出电动机输出的机械功率．
（3）根据P=Fv，F=mg求物体匀速上升时的速度．

解答 解：（1）当开关S断开时 由P₁=I₁²R₁，得I₁=0.6A
电源的内阻 r=$\frac{E}{{I}_{1}}-{R}_{1}$=$\frac{6}{0.6}$-8=2Ω
当开关S闭合时 由P₂=I₂²R₁，得I₂=0.5A   
R₁的电压 U=I₂R₁=4V
设干路中电流为I则  I=$\frac{E-U}{r}$=$\frac{6-4}{2}$=1A
（2）电动机的电流I_M=I-I₂=0.5A故机械功率为 P=UI_M-I_M²R₀=1.5W
（3）由P=Fv、F=mg得 v=$\frac{P}{mg}$=0.3 m/s
答：
（1）干路中的总电流是1A．
（2）电动机输出的机械功率是1.5W．
（3）物体匀速上升时的速度为0.3m/s．

点评 本题考查处理非纯电阻电路问题的能力．对于电动机正常时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，本题不能用I_M=$\frac{U}{{R}_{0}}$求电动机电流．