Question

13．如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，闭合电键S后，标有“8V，12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R₀=4Ω，求：
（1）电源的内电压U_内；
（2）通过电动机M的电流I_M；
（3）电动机的输出功率P_出．

Answer 1

分析 （1）灯泡恰能正常发光，电压和功率达到额定值，即可知道外电压，由闭合电路欧姆定律可求得内电压．
（2）由公式P=UI求出灯泡的电流．由欧姆定律求出总电流，从而得到通过电动机M的电流．
（3）电动机的输出功率等于输入功率减去发热功率．由功率公式和功率关系求解．

解答 解：（1）灯泡恰能正常发光，可知外电路有：
U_外=8V
由E=U_外+U_内得：
U_内=E-U_外=12-8=4V            
（2）由P_L=U_LI_L得灯泡的电流为：
${I_L}=\frac{P_L}{U_L}=\frac{12}{8}A=1.5A$
总电流为：$I=\frac{U_内}{r}=\frac{4}{2}A=2A$
故有：I_M=I-I_L=（2-1.5）A=0.5A
（3）电动机输入功率为：
P_入=UI_M=8×0.5W=4W
发热功率为：
${P_热}=I_M^2{R_0}={0.5^2}×4W=1W$
由P_入=P_出+P_热得：
P_出=P_入-P_热=3W
答：（1）电源的内电压U_内是4V；
（2）通过电动机M的电流I_M是0.5A；
（3）电动机的输出功率P_出是3W．

点评 本题考查闭合电路欧姆定律以及功率公式，要注意电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，不能根据欧姆定律求其电流．要明确电动机的输出功率等于输入功率与热功率的差值．