Question

【题目】直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用．如图所示，一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上，电动机内阻r1＝0.5 Ω，电灯灯丝电阻R＝10Ω(阻值认为保持不变)，电源电动势E＝12 V，内阻r2＝1.0 Ω，开关S闭合，电动机正常工作时，电压表读数为10V．求：

(1)流过电源的电流；

(2)电动机对外输出的机械功率．

(3)电源的效率。

Answer 1

【答案】（1）2A （2）9.5W （3）

【解析】

由电压表读数可求得电源的内电压，进而可由闭合电路欧姆定律求得流过电源的电流；由电动机两端电压和电流可得输入功率，再由发热功率可得输出的机械功率；由电源总功率和发热功率之差可求得电源的输出功率，即可求出电源效率。

（1）由电压表读数 U=10V，电动势为E=12V，可知电源内电压为：U内=E-U=12-10=2V
则流过电源的电流为：

（2）电动机两端电压为 U=10V

通过电灯的电流：

电流为：IM=I-IL=2-1=1A
则电动机输入功率为：P0=UIM=10×1W=10W

发热功率为：

故机械功率为：P机=P0-PQ=10-0.5=9.5W

（3）电源的总功率为：P=EI=12×2W=24W
发热功率为：P1=I2r2=22×1J=4W
故电源的输出功率为：P出=P-P1=24-4=20W

所以电源效率为：