Question

如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，“8V，16W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R₀=1Ω，求：
（1）电路的内压U_内；电源的总功率P₁；
（2）电源的输出功率P₂；
（3）电动机的总功率P₃；
（4）电动机的输出功率P₄．

Answer 1

分析：（1）灯泡恰好能正常发光，其两端电压等于额定电压8V，路端电压等于灯泡两端的电压，内电压等于电动势与路端电压之差．电源的总功率P₁=EI．对内电路研究，由欧姆定律求出流过电源的电流I．
（2））电源输出功率等于电源的总功率减去内电路功率：P₂=P₁-I²r．
（3）电动机两端电压等于灯泡的额定电压，根据电源的电流和灯泡的电流求出电动机的电流，即可由公式P=UI求出电动机的总功率．
（4）根据能量守恒求解电动机的输出功率．

解答：解：（1）内电压：U′=E-U=Ir=（10-8）V=2V，
电路中总电流：I=

E-U

r

=

10-8

0.5

A=4A
故电源总功率：P₁=EI=10×4W=40W
（2）电源输出功率：P₂=P₁-I²r=（40-4²×0.5）W=32W
（3）通过灯泡电流：I₁=

Pe

Ue

=

32

16

A=2A
通过电动机的电流为 I₂=I-I₁=4-2=2A
电动机总功率：P₃=UI₂=8×2W=16W
（4）电动机输出功率：P₄=P₃-I₂² R₀=（16-2²×1）W=12W
答：
（1）电路的内压U_内为2V，电源的总功率P₁为40W．
（2）电源的输出功率P₂为32W．
（3）电动机的总功率P₃为16W．
（4）电动机的输出功率P₄为12W．

点评：对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．对于电动机的输出功率，往往要根据能量守恒求解．