Question

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，求电动机输出的机械功率。

 

Answer 1

36W

解析:法一：因为电灯恰能正常发光，所以闭合电路中的电流为

 ………………………………1分

电动机两端的电压U=E-Ir-U_灯=22V ………………………………2分

电动机消耗的总功率P＝UI＝44W ………………………………2分

电动机线圈电阻消耗的功率P_R＝I²R=8W………………………………2分

所以电动机输出的机械功率P_机=P-P_R=36W………………………………2分

法二：因为电灯恰能正常发光，所以闭合电路中的电流为

 ………………………………1分

电源的总功率为P_E=IE=2×30W=60w ………………………………2分

电灯、电动机线圈电阻、电源内阻可作为纯电阻处理，它们消耗的电能全部转化为电热，电路中总的热功率为    P_Q=P_灯+I²(R+r)=[12+2²×(2+1)]W=24w ………………………………4分

由能量守恒定律有P_E=P_Q+P_机，则电机输出的机械功率为

P_机=P_E - P_Q=(60-24)W=36W ………………………………2分