Question

13．如圖所示，電源電動勢E=12V，內(nèi)阻r=2Ω，閉合電鍵S后，標有“8V，12W”的燈泡恰能正常發(fā)光，電動機M繞組的電阻R₀=4Ω，求：
（1）電源的內(nèi)電壓U_內(nèi)；
（2）通過電動機M的電流I_M；
（3）電動機的輸出功率P_出．

Answer 1

分析 （1）燈泡恰能正常發(fā)光，電壓和功率達到額定值，即可知道外電壓，由閉合電路歐姆定律可求得內(nèi)電壓．
（2）由公式P=UI求出燈泡的電流．由歐姆定律求出總電流，從而得到通過電動機M的電流．
（3）電動機的輸出功率等于輸入功率減去發(fā)熱功率．由功率公式和功率關(guān)系求解．

解答 解：（1）燈泡恰能正常發(fā)光，可知外電路有：
U_外=8V
由E=U_外+U_內(nèi)得：
U_內(nèi)=E-U_外=12-8=4V            
（2）由P_L=U_LI_L得燈泡的電流為：
${I_L}=\frac{P_L}{U_L}=\frac{12}{8}A=1.5A$
總電流為：$I=\frac{U_內(nèi)}{r}=\frac{4}{2}A=2A$
故有：I_M=I-I_L=（2-1.5）A=0.5A
（3）電動機輸入功率為：
P_入=UI_M=8×0.5W=4W
發(fā)熱功率為：
${P_熱}=I_M^2{R_0}={0.5^2}×4W=1W$
由P_入=P_出+P_熱得：
P_出=P_入-P_熱=3W
答：（1）電源的內(nèi)電壓U_內(nèi)是4V；
（2）通過電動機M的電流I_M是0.5A；
（3）電動機的輸出功率P_出是3W．

點評 本題考查閉合電路歐姆定律以及功率公式，要注意電動機正常工作時其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，不能根據(jù)歐姆定律求其電流．要明確電動機的輸出功率等于輸入功率與熱功率的差值．