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【题目】图中电源电动势E=12 V,内电阻r=0.5 Ω。将一盏额定电压为8 V,额定功率为16 W的灯泡与一只线圈电阻为0.5 Ω的直流电动机并联后和电源相连,灯泡刚好正常发光,通电100 min。问:

(1)电源提供的能量是多少?

(2)电流对灯泡和电动机所做的功各是多少?

(3)灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少?

(4)电动机的效率为多少?

【答案】1

2

3

4

【解析】

试题(1)由题意可知电路中的路端电压,则由闭合电路欧姆定律可求得电路中的电流,由P=UIt可求得电源提供的能量;

2)由W=Pt可求得电流对灯泡所做的功;由W=UIt可求得电流对电动机所做的功;

3)由Q=I2Rt可求得灯丝与电动机线圈产生的热量;

4)由η=×100%可求得电动机的效率.

解:(1)由题意可知,电路的路端电压U=8V,则内电压U=E﹣U=12V﹣8V=4V

电路中电流I===8A

故电源提供的能量W=UIt=8×8×100×60J=3.84×105J

2)电流对灯丝做功W=Pt=16×100×60J=9.6×104J

灯泡中的电流I==2A

由并联电路的规律可知,通过电动机的电流I=I﹣I=8A﹣2A=6A

电流对电动机所做的功W=UIt=8×6×6000J=2.88×105J

3)灯丝为纯电阻故灯丝产生的热量等于电流所做的功,故Q=W=9.6×104J

而电动机线圈产生的热量Q=I2Rt=62×0.5×6000J=1.08×105J

4)电动机的效率η=×100%=62.5%

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