Question

12．宜賓市小科學(xué)家協(xié)會(huì)的一位同學(xué)設(shè)計(jì)了一臺(tái)玩具車，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示．電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻r=1Ω，直流電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻R₀=1Ω，與R=1Ω的保護(hù)電阻串聯(lián)后接入電路中．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流強(qiáng)度I=1A，電壓表示數(shù)U=11V．求：
（1）保護(hù)電阻R兩端的電壓；
（2）電源的電動(dòng)勢(shì)E；
（3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)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(dòng)勢(shì)E．
（3）根據(jù)P_電=UI求解輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率；根據(jù)P_熱=I²r求解熱功率，由P_機(jī)=P_電-P_熱求機(jī)械功率．

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

點(diǎn)評(píng) 在計(jì)算電功率的公式中，總功率用P=IU來計(jì)算，發(fā)熱的功率用P=I²R來計(jì)算，如果是計(jì)算純電阻的功率，這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果是一樣的，但對(duì)于電動(dòng)機(jī)等非純電阻，第一個(gè)計(jì)算的是總功率，第二個(gè)只是計(jì)算發(fā)熱的功率，這兩個(gè)的計(jì)算結(jié)果是不一樣的．