Question

2．如图所示，电源的电动势是5V，内电阻是0.5Ω，小电动机M的线圈电阻为0.5Ω，限流电阻R₀为3Ω，若电压表的示数为3V，试求：
（1）电源的总功率
（2）电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率．

Answer 1

分析 （1）限流电阻与电动机串联，电流相等，根据欧姆定律求解干路电流，根据P=EI求解电源的总功率；
（2）根据功率的分配关系和能量守恒求解电动机的输出功率．

解答 解：（1）根据欧姆定律$I=\frac{U}{{R}_{0}^{\;}}=\frac{3}{3}Ω=1A$
电源的总功率${P}_{总}^{\;}=IE=1×5W=5W$
（2）电动机两端的电压${U}_{M}^{\;}=E-Ir-U=5-1×0.5-3=1.5V$
电动机消耗的功率$P={U}_{M}^{\;}I=1.5×1=1.5V$
电动机发热功率${P}_{热}^{\;}={I}_{\;}^{2}{R}_{M}^{\;}={1}_{\;}^{2}×0.5=0.5W$
机械功率${P}_{机}^{\;}=P-{P}_{热}^{\;}=1.5-0.5=1W$
答：（1）电源的总功率5W
（2）电动机消耗的功率1.5W和电动机输出的机械功率1W

点评 本题关键按照局部→整体→局部的思路分析，求解干路电流是切入点，根据功率表达式求解各个元件的功率是突破口．