Question

14．如右圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=14V，內(nèi)電阻r=1Ω，小燈泡標(biāo)有“2V，4W”，電動(dòng)機(jī)D的內(nèi)阻r′=0.5Ω，當(dāng)變阻器的阻值R調(diào)到1Ω時(shí)，電燈和電動(dòng)機(jī)均能正常工作，求：
（1）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓；
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率；
（3）電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）燈泡額定電壓為2V，額定功率為4W，由電功率變形公式可以求出燈泡額定電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出電動(dòng)機(jī)兩端電壓．
（2）由功率公式求出電動(dòng)機(jī)輸入功率與熱功率，然后求出電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率．
（3）根據(jù)P_總=EI求解電源的總功率．

解答 解：（1）電燈和電動(dòng)機(jī)正常工作，根據(jù)歐姆定律，故：I=$\frac{P}{U_燈}$=$\frac{4}{2}$ A=2 A．
設(shè)電動(dòng)機(jī)兩端電壓為U′，由閉合電路歐姆定律得E=U_燈+U′+I（R+r），故：
U′=E-U_燈-I（R+r）=14 V-2 V-2×（1+1）V=8 V．
（2）電動(dòng)機(jī)輸出功率：P_出=U′I-I²r′=8×2 W-2²×0.5 W=14 W．
（3）電路消耗的總功率為：P_總=EI=14×2 W=28 W．
答：（1）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為8 V；
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為14 W；
（3）電路消耗的總功率為28 W．

點(diǎn)評(píng) 電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)的總功率等于熱功率與輸出功率（機(jī)械功率）之和，基礎(chǔ)題目．