Question

20．某电动机与灯泡连接电路如图所示．现 K₁闭合（灯泡亮），K₂断开，电流表读数为 5A；若保持 K₁闭合，再将 K₂关闭（电动机启动），电流表读数为 20A．已知电源电动势 E=12V，内阻 r=0.4Ω，电流表内阻不计，假设灯泡电阻恒定．求：因电动机启动，灯泡的电功率降低了多少？

Answer 1

分析 K₁闭合（灯泡亮），K₂断开，电动机未启动，根据闭合电路欧姆定律求出灯泡两端的电压，根据P=IU求出电灯的功率，再将 K₂关闭，电动机启动，根据闭合电路欧姆定律求出灯泡两端的电压，设灯阻值不变，由$P=\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$求出此时电灯的功率，从而求出功率的减少量．

解答 解：电动机未启动时：灯两端电压 U_灯1=E-I₁r=12-5×0.4=10V，
灯消耗功率功率 P_灯1=U_灯1I₁=10×5=50W
电动机启动时：灯两端电压  U_灯2=E-I₂r=12-20×0.4=4V
设灯阻值不变，由$P=\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$可得${P}_{灯2}=（\frac{{U}_{灯2}}{{U}_{灯1}}）^{2}{P}_{灯1}=（\frac{4}{10}）^{2}×50=8W$
灯电功率的减少量△P=P_灯1-P_灯2=50-8=42W．
答：因电动机启动，灯泡的电功率降低了42W．

点评 本题主要考查了闭合电路欧姆定律以及功率公式的直接应用，解题的关键是搞清楚电路的结构，难度适中．