题目内容
如图所示,电源电动势E=14V,内电阻r=1Ω,电灯规格为“2V 4W”,电动机线圈的电阻为R=O.5Ω,当可变电阻R=1Ω时,电灯和电动机都正常工作,求:(1)电动机的额定功率;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)整个闭合电路工作lmin消耗的电能;
(4)整个闭合电路工作lmin放出的焦耳热.
【答案】分析:(1)灯泡额定电压为2V,额定功率为4W,由电功率变形公式可以求出灯泡额定电流,由串联电路特点及欧姆定律可以求出电动机两端电压即为额定电压,从而求额定功率;
(2)由功率公式求出电动机输入功率与热功率,然后求出电动机的机械功率.
(3)已知电路电流,由W=EIt可以求出整个闭合电路工作lmin消耗的电能;
(4)整个闭合电路工作lmin放出的焦耳热等于消耗的总电能减去电动机产生的机械能.
解答:解:(1)由于电灯正常发光,根据P=UI解得:I=
=2A
电压U内=Ir=2V
可变电阻两端电压UR=IR=2V
故电动机两端电压UD=E-U内-UL-UR=8V
电动机的额定功率P=IUD=16W
(2)电动机电枢生热功率(损耗)为P损=I2R=2W
故电动机输出的机械功率是P机=P-P损=14W.
(3)整个电路1分钟消耗的电能为W=IEt=1680J
(4)放出的焦耳热Q=W-P机t=1680-14×60=840J
答:(1)电动机的额定功率为16W;
(2)电动机输出的机械功率为14W;
(3)整个闭合电路工作lmin消耗的电能为1680J;
(4)整个闭合电路工作lmin放出的焦耳热为840J.
点评:电动机是非纯电阻电路,电动机的总功率等于热功率与输出功率(机械功率)之和.
(2)由功率公式求出电动机输入功率与热功率,然后求出电动机的机械功率.
(3)已知电路电流,由W=EIt可以求出整个闭合电路工作lmin消耗的电能;
(4)整个闭合电路工作lmin放出的焦耳热等于消耗的总电能减去电动机产生的机械能.
解答:解:(1)由于电灯正常发光,根据P=UI解得:I=
电压U内=Ir=2V
可变电阻两端电压UR=IR=2V
故电动机两端电压UD=E-U内-UL-UR=8V
电动机的额定功率P=IUD=16W
(2)电动机电枢生热功率(损耗)为P损=I2R=2W
故电动机输出的机械功率是P机=P-P损=14W.
(3)整个电路1分钟消耗的电能为W=IEt=1680J
(4)放出的焦耳热Q=W-P机t=1680-14×60=840J
答:(1)电动机的额定功率为16W;
(2)电动机输出的机械功率为14W;
(3)整个闭合电路工作lmin消耗的电能为1680J;
(4)整个闭合电路工作lmin放出的焦耳热为840J.
点评:电动机是非纯电阻电路,电动机的总功率等于热功率与输出功率(机械功率)之和.
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