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

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