Question

4．如图所示，电源电动势为E=30V，内阻为r=1Ω，电灯上标有“6V，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω．若电灯恰能正常发光，则电动机输出的机械功率为36瓦．

Answer 1

分析 灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电动机两端的电压，根据P=UI求出电动机消耗的电功率，根据P=I²R求出电动机线圈发热功率，电动机消耗的电功率减去发热功率即为输出的机械功率．

解答 解：因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{12W}{6V}$=2A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，电动机两端的电压：
U_M=E-U_L-Ir=30V-6V-2A×1Ω=22V，
电动机消耗的电功率：
P_M=U_MI=22V×2A=44W，
电动机线圈的发热功率：
P_R=I²R=（2A）²×2Ω=8W，
电动机输出的机械功率：
P_机械=P_M-P_R=44W-8W=36W．
故答案为：36．

点评 本题考查了串联电路的特点和闭合电路的欧姆定律、电功率公式的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器欧姆定律不适用．