Question

2．如圖，電動(dòng)機(jī)M和電燈L并聯(lián)之后接在直流電源上，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r′=1Ω，電燈燈絲電阻R=10Ω，電源電動(dòng)勢(shì)ε=12V，內(nèi)阻r=1Ω，電壓表讀數(shù)為10V．求：
（1）流過電源的電流
（2）電源的輸出功率
（3）電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的機(jī)械功率．

Answer 1

分析 （1）由電壓表讀數(shù)可求得電源的內(nèi)電壓，進(jìn)而可由閉合電路歐姆定律求得流過電源的電流．
（2）由電源總功率和發(fā)熱功率之差可求得電源的輸出功率．
（3）由電動(dòng)機(jī)兩端電壓和電流可得輸入功率，再由發(fā)熱功率可得輸出的機(jī)械功率．

解答 解：
（1）由電壓表讀數(shù) U=10V，電動(dòng)勢(shì)為 ?=12V，可知電源內(nèi)電壓為：
  U_內(nèi)=?-U=12-10=2（V）
則流過電源的電流為：I=$\frac{{U}_{內(nèi)}}{r}$=$\frac{2}{1}$A=2A；
（2）電源的總功率為：P=EI=12×2W=24W
發(fā)熱功率為：P₁=I²r=2²×1J=4W
故電源的輸出功率為：P_出=P-P₁=24-4=20（W）；
（3）電動(dòng)機(jī)兩端電壓為 U=10V
通過電燈的電流 I_L=$\frac{U}{R}$=$\frac{10}{10}$A=1A
電流為：I_M=I-I_L=2-1=1（A）
則電動(dòng)機(jī)輸入功率為：
 P₀=UI_M=10×1W=10W
發(fā)熱功率為：P_Q=${I}_{M}^{2}$r′=1²×1=1（W）
故機(jī)械功率為：P_機(jī)=P₀-P_Q=10-1=9（W）；
答：
（1）流過電源的電流為2A．
（2）電源的輸出功率為20W．
（3）電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的機(jī)械功率為9W．

點(diǎn)評(píng) 本題中電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，要注意電功率和電熱率的區(qū)別，電功率只能根據(jù)公式P=UI求解．