Question

如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，闭合电键S后，标有“8V，12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R₀=4Ω，求：

（1）电源的输出功率P₀；

（2）10s内电动机产生的热量Q；

（3）电动机的机械功率．

Answer

（1）电源的输出功率P0是16W．

（2）10s内电动机产生的热量Q是10J；

（3）电动机的机械功率是3W．

【解析】

试题分析：（1）“8V，12W”的灯泡L恰好能正常发光，灯泡的电压为U=8V，电源的内电压为U′=E﹣U=2V，根据闭合电路欧姆定律求出电路中总电流I，电源的输出功率为P=UI．

（2）根据功率公式求出灯泡的电流，通过电动机的电流等于总电流与灯泡电流之差．由焦耳定律求解热量Q．

（3）电动机的机械功率等于电功率与发热功率之差．

【解析】
（1）由题意，并联部分电压为 U=8V，内电压应为：U′=E﹣U=10V﹣8V=2V

总电流为：I==A=2A

电源的输出功率为：P0=UI=8×2W=16W

（2）流过灯泡的电流为：I1==A=1.5A

则流过电动机的电流为：I2=I﹣I1=0.5A

电动机在10s内产生的热量为：Q=R0t=0.52×4×10J=10J

（3）电动机的总功率为：P总=UI2=8×0.5W=4W

电动机的发热功率为：P热==0.52×4W=1W

电动机的机械功率为：P机=P总﹣P热=3W

答：（1）电源的输出功率P0是16W．

（2）10s内电动机产生的热量Q是10J；

（3）电动机的机械功率是3W．

【点评】对于电动机工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，本题不能用欧姆定律求出通过电动机的电流．