Question

20．某電動(dòng)機(jī)與燈泡連接電路如圖所示．現(xiàn) K₁閉合（燈泡亮），K₂斷開(kāi)，電流表讀數(shù)為 5A；若保持 K₁閉合，再將 K₂關(guān)閉（電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)），電流表讀數(shù)為 20A．已知電源電動(dòng)勢(shì) E=12V，內(nèi)阻 r=0.4Ω，電流表內(nèi)阻不計(jì)，假設(shè)燈泡電阻恒定．求：因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，燈泡的電功率降低了多少？

Answer 1

分析 K₁閉合（燈泡亮），K₂斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=IU求出電燈的功率，再將 K₂關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，設(shè)燈阻值不變，由$P=\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$求出此時(shí)電燈的功率，從而求出功率的減少量．

解答 解：電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)：燈兩端電壓 U_燈1=E-I₁r=12-5×0.4=10V，
燈消耗功率功率 P_燈1=U_燈1I₁=10×5=50W
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)：燈兩端電壓  U_燈2=E-I₂r=12-20×0.4=4V
設(shè)燈阻值不變，由$P=\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$可得${P}_{燈2}=（\frac{{U}_{燈2}}{{U}_{燈1}}）^{2}{P}_{燈1}=（\frac{4}{10}）^{2}×50=8W$
燈電功率的減少量△P=P_燈1-P_燈2=50-8=42W．
答：因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，燈泡的電功率降低了42W．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了閉合電路歐姆定律以及功率公式的直接應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是搞清楚電路的結(jié)構(gòu)，難度適中．