Question

12．宜賓市小科學(xué)家協(xié)會的一位同學(xué)設(shè)計了一臺玩具車，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化電路圖如圖所示．電源電動勢為E，內(nèi)阻r=1Ω，直流電動機M的線圈電阻R₀=1Ω，與R=1Ω的保護電阻串聯(lián)后接入電路中．電動機正常工作時，通過電動機的電流強度I=1A，電壓表示數(shù)U=11V．求：
（1）保護電阻R兩端的電壓；
（2）電源的電動勢E；
（3）電動機輸出的機械功率．

Answer 1

分析 （1）R是純電阻，根據(jù)歐姆定律求其兩端的電壓．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求電源的電動勢E．
（3）根據(jù)P_電=UI求解輸入到電動機的電功率；根據(jù)P_熱=I²r求解熱功率，由P_機=P_電-P_熱求機械功率．

解答 解：（1）設(shè)R兩端的電壓為U_R，電動機的兩端的電壓為U_M，則有：
U_R=IR=1×1V=1V
電動機兩端的電壓：U_M=U-U_R=11-1=10V
（2）電源的電動勢為：E=U+Ir=12V
（3）電動機的輸出功率為：P_機=P_電-P_熱=UI-I²r=9W
答：（1）保護電阻R兩端的電壓是1V；
（2）電源的電動勢E是12V；
（3）電動機輸出的機械功率是9W．

點評 在計算電功率的公式中，總功率用P=IU來計算，發(fā)熱的功率用P=I²R來計算，如果是計算純電阻的功率，這兩個公式的計算結(jié)果是一樣的，但對于電動機等非純電阻，第一個計算的是總功率，第二個只是計算發(fā)熱的功率，這兩個的計算結(jié)果是不一樣的．