Question

19．如圖所示的電路中，電源電動勢E=10V，內(nèi)電阻r=0.50Ω，電動機M的電阻R₀=1.0Ω．閉合電鍵S后，標有“8V、16W”的燈泡L恰能正常發(fā)光．求閉合電鍵后：
（1）電源兩端的路端電壓；
（2）電源輸出的功率；
（3）電動機的輸出功率．

Answer 1

分析 （1）圖中燈泡兩端的電壓等于路端電壓，燈泡正常發(fā)光，其電壓就等于燈泡的額定電壓．對內(nèi)電路研究，由歐姆定律求出流過電源的電流，由P=EI求解電源的總功率．由總功率減去內(nèi)部損耗的功率即得電源的輸出功率．
（2）電動機兩端電壓等于燈泡的額定電壓，根據(jù)電源的電流和燈泡的電流求出電動機的電流，根據(jù)P=UI求得總功率的大小；
（3）電動機兩端電壓等于燈泡的額定電壓，根據(jù)電源的電流和燈泡的電流求出電動機的電流，根據(jù)能量守恒求解電動機的輸出功率．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光，電壓為額定電壓U_額=8V，則路端電壓U=U_額=8V，
（2）則電源內(nèi)阻的電壓U_內(nèi)=E-U=10-8=2（V）
由歐姆定律得流過電源的電流 I=$\frac{{U}_{內(nèi)}}{r}$=$\frac{2}{0.5}$A=4A
電源的總功率 P_總=EI=10×4W=40W．
所以電源的輸出功率 P_出=P_總-P_損=P_總-I²r=40-4²×0.5（W）=32W；
（3）燈泡的電流 I_燈=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{16}{8}$A=2A
電動機的電流 I_M=I-I_燈=4-2=2（A）
電動機消耗的電功率 P_M=UI_M=8×2=16（W）
電動機發(fā)熱功率 P_熱=I_M²R₀=2²×1=4（W）
所以電動機的輸出功率P_輸出=P_M-P_熱=16-4=12（W）；
答：（1）該電路的路端電壓是8V．
（2）電源的總功率為40W；
（3）電動機的最大輸出功率為12W．

點評 對于電動機電路，要正確區(qū)分是純電阻電路還是非純電阻電路，關(guān)鍵要搞清電源和電動機總功率、輸出功率和內(nèi)部損耗功率之間的關(guān)系，知道總功率等于輸出功率和內(nèi)部損耗功率之和．