Question

6．如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=0.5Ω，電動(dòng)機(jī)的電阻R₀=1.0Ω，電阻R₁=1.5Ω．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)U₁=3.0V，求：
（1）電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率；
（2）電源的輸出功率．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)電阻兩端的電壓求出電路中的電流，電由U_內(nèi)=Ir可求得電源內(nèi)阻分得電壓，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U=E-U₁-U_內(nèi)，電動(dòng)機(jī)消耗的功率為P_動(dòng)=UI；輸出功率等于電動(dòng)機(jī)消耗功率與電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗功率的差值；
（2）由P_熱=I²r可求的電源內(nèi)阻消耗的功率，而電源的輸出功率為P_出=P-P_熱．

解答 解：（1）電路中的電流為I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3}{1.5}$=2A，
電源內(nèi)阻分的電壓為U_內(nèi)=Ir=2×0.5V=1V，
電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U=E-U₁-U_內(nèi)=10-3-1V=6V，
電動(dòng)機(jī)消耗的功率為P_動(dòng)=UI=6×2W=12W
故電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為：P_出=P_動(dòng)-I²R₀=12-4×1=8W；
（2）電源的總功率為P=EI=10×2W=20W；
內(nèi)阻消耗的功率為P_內(nèi)=I²r=2²×0.5W=2W，
電源輸出功率為P_出=P-P_熱=20-2W=18 W．
答：（1）電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為8W；
（2）電源的輸出功率為18W．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)電路，要正確區(qū)分是純電阻電路還是非純電阻電路：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，是非純電阻電路；當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住不轉(zhuǎn)時(shí)，是純電阻電路．對(duì)于電動(dòng)機(jī)的輸出功率，往往要根據(jù)能量守恒求解．