Question

9．图中电源电动势E=12V，内电阻r=0.5Ω．将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光．问：
（1）电源的总功率是多少？
（2）电动机消耗的电功率是多少？
（3）电动机线圈的热功率是多少？
（4）电动机的效率为多少？

Answer 1

分析 （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=UI可求得电源提供的能量；
（2）电动机消耗的电功率P=UI_机；
（3）电动机线圈的热功率P_机=I_机²R_机；
（4）由η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{入}}$×100%可求得电动机的效率．

解答 解：①由题意可知，电路的路端电压U=8V，则内电压U_内=E-U=12V-8V=4V；
电路中电流I=$\frac{{U}_{内}}{r}$=$\frac{4}{0.5}$=8A；
故电源的总功率P=EI=12×8=96w；
②灯泡中的电流I_灯=$\frac{P}{U}$=$\frac{16}{8}$=2A；
由并联电路的规律可知，通过电动机的电流I_机=I-I_灯=8A-2A=6A；
电动机消耗的电功率P=UI_机=8×6=48w；
③电动机线圈的热功率P_机=I_机²R_机=6²×0.5=18w；
④电动机的效率η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{入}}$×100%=$\frac{18}{48}$×100%=62.5%．
答：（1）电源的总功率是96w（2）电动机消耗的电功率是48w
（3）电动机线圈的热功率是18w（4）电动机的效率为62.5%．

点评 本题考查电路中电功及电热的区别，要注意焦耳定律及电功公式在非纯电阻电路中均可使用，但焦耳定律只能求产生的热量．