Question

如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=14V，內(nèi)電阻r=1Ω，電燈規(guī)格為“2V 4W”，電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻為R₀=O.5Ω，當(dāng)可變電阻R=1Ω時(shí)，電燈和電動(dòng)機(jī)都正常工作，求：
（1）電動(dòng)機(jī)的額定功率；
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率；
（3）整個(gè)閉合電路工作lmin消耗的電能；
（4）整個(gè)閉合電路工作lmin放出的焦耳熱．

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)兩端電壓即為額定電壓，從而求額定功率；
（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）已知電路電流，由W=EIt可以求出整個(gè)閉合電路工作lmin消耗的電能；
（4）整個(gè)閉合電路工作lmin放出的焦耳熱等于消耗的總電能減去電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能．

解答：解：（1）由于電燈正常發(fā)光，根據(jù)P=UI解得：I=

PL

UL

=2A
電壓U_內(nèi)=Ir=2V
可變電阻兩端電壓U_R=IR=2V
故電動(dòng)機(jī)兩端電壓U_D=E-U_內(nèi)-U_L-U_R=8V
電動(dòng)機(jī)的額定功率P=IU_D=16W
（2）電動(dòng)機(jī)電樞生熱功率（損耗）為P_損=I²R=2W
故電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是P_機(jī)=P-P_損=14W．
（3）整個(gè)電路1分鐘消耗的電能為W=IEt=1680J
（4）放出的焦耳熱Q=W-P_機(jī)t=1680-14×60=840J
答：（1）電動(dòng)機(jī)的額定功率為16W；
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為14W；
（3）整個(gè)閉合電路工作lmin消耗的電能為1680J；
（4）整個(gè)閉合電路工作lmin放出的焦耳熱為840J．

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．