Question

【題目】直流電動機在生產、生活中有著廣泛的應用．如圖所示，一直流電動機M和電燈L并聯之后接在直流電源上，電動機內阻r1＝0.5 Ω，電燈燈絲電阻R＝10Ω(阻值認為保持不變)，電源電動勢E＝12 V，內阻r2＝1.0 Ω，開關S閉合，電動機正常工作時，電壓表讀數為10V．求：

(1)流過電源的電流；

(2)電動機對外輸出的機械功率．

(3)電源的效率。

Answer 1

【答案】（1）2A （2）9.5W （3）

【解析】

由電壓表讀數可求得電源的內電壓，進而可由閉合電路歐姆定律求得流過電源的電流；由電動機兩端電壓和電流可得輸入功率，再由發熱功率可得輸出的機械功率；由電源總功率和發熱功率之差可求得電源的輸出功率，即可求出電源效率。

（1）由電壓表讀數 U=10V，電動勢為E=12V，可知電源內電壓為：U內=E-U=12-10=2V
則流過電源的電流為：

（2）電動機兩端電壓為 U=10V

通過電燈的電流：

電流為：IM=I-IL=2-1=1A
則電動機輸入功率為：P0=UIM=10×1W=10W

發熱功率為：

故機械功率為：P機=P0-PQ=10-0.5=9.5W

（3）電源的總功率為：P=EI=12×2W=24W
發熱功率為：P1=I2r2=22×1J=4W
故電源的輸出功率為：P出=P-P1=24-4=20W

所以電源效率為：