Question

18．如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，闭合电键S后，标有“8V，12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R₀=4Ω，求：
（1）电源的输出功率P₀；
（2）10s内电动机产生的热量Q；
（3）电动机的机械功率．

Answer 1

分析 （1）“8V，12W”的灯泡L恰好能正常发光，灯泡的电压为U=8V，电源的内电压为U′=E-U=2V，根据闭合电路欧姆定律求出电路中总电流I，电源的输出功率为P=UI．
（2）根据功率公式求出灯泡的电流，通过电动机的电流等于总电流与灯泡电流之差．由焦耳定律求解热量Q．
（3）电动机的机械功率等于电功率与发热功率之差．

解答 解：（1）由题意，并联部分电压为 U=8V，内电压应为：U′=E-U=10V-8V=2V
总电流为：I=$\frac{U′}{r}$=$\frac{2}{1}$A=2A
电源的输出功率为：P₀=UI=8×2W=16W
（2）流过灯泡的电流为：I₁=$\frac{{P}_{1}}{U}$=$\frac{12}{8}$A=1.5A
则流过电动机的电流为：I₂=I-I₁=0.5A
电动机在10s内产生的热量为：Q=${I}_{2}^{2}$R₀t=0.5²×4×10J=10J
（3）电动机的总功率为：P_总=UI₂=8×0.5W=4W
电动机的发热功率为：P_热=${I}_{2}^{2}{R}_{0}$=0.5²×4W=1W
电动机的机械功率为：P_机=P_总-P_热=3W
答：（1）电源的输出功率P₀是16W．
（2）10s内电动机产生的热量Q是10J；
（3）电动机的机械功率是3W．

点评 对于电动机工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，本题不能用欧姆定律求出通过电动机的电流．