Question

8．如图所示，直流电源的电动势E=30V，内阻r=lΩ，将它与一个标有“6V 12W”的小灯泡和一台内部导线电阻为2Ω的直流电动机串联组成闭合电路，小灯泡恰能正常发光，不计电动机转动时的摩擦．求：
（1）电路中的电流；
（2）电源的总功率；
（3）电动机消耗的热功率；
（4）电动机输出的机械功率．

Answer 1

分析 （1）根据小灯泡刚好正常发光，求解出电流；
（2）根据P=EI求解电源的总功率；
（3）根据P_r=I²r求解电动机消耗的热功率；
（4）根据能量守恒定律，电动机输出的机械功率等于电源的总功率减去电源的热功率和电动机的热功率．

解答 解：（1）小灯泡正常发光，则有：I=$\frac{P}{U}=\frac{12}{6}A=2A$    
（2）电源的总功率为：P_总=EI=30×2W=60W      
（3）电动机消耗的热功率为：P_r=I²r=2²×2=8W
（4）灯泡的电阻为：${R}_{灯}=\frac{U}{I}=\frac{6V}{2A}=3Ω$
电动机的输出功率为：P_出=P_总-I²（R_灯+r_机+r）=60-2²×（3+2+1）=36W
答：（1）电路中的电流为2A；
（2）电源的总功率为60W；
（3）电动机消耗的热功率为8W；
（4）电动机输出的机械功率为36W．

点评 本题是含电机的电路，结合闭合电路欧姆定律和电功率的定义列式求解，注意电动机正常工作时非纯电阻电路，不难．