Question

如圖所示，電源電動勢E=14V，內電阻r=1Ω，小燈泡標有“2V   4W”字樣，電動機M的內阻r′=0.5Ω，當滑動變阻器的阻值R調到1Ω時，電燈和電動機均能正常工作．求：
（1）電動機兩端的電壓；
（2）電動機輸出的機械功率；
（3）電路消耗的總功率．

Answer 1

分析：（1）燈泡額定電壓為2V，額定功率為4W，由電功率變形公式可以求出燈泡額定電流，由串聯電路特點及歐姆定律可以求出電動機兩端電壓．
（2）由功率公式求出電動機輸入功率與熱功率，然后求出電動機的機械功率．
（3）已知電路電流，由P=EI可以求出電路消耗的總功率．

解答：解：（1）燈泡正常工作，電路電流I=I_L=

PL

UL

=

4W

2V

=2A，
電動機兩端電壓U_M=E-Ir-IR-U_L=14-2×1-2×1-2=8V；
（2）電動機的輸入功率P_M=U_MI=8×2=16W，
熱功率P_Q=I²r′=2²×0.5=2W，
電動機的機械功率P_機=P_M-P_Q=16-2=14W；
（3）電路消耗的總功率P=EI=14×2=28W；
答：（1）電動機兩端的電壓為8V；
（2）電動機輸出的機械功率14W；
（3）電路消耗的總功率為28W．

點評：電動機是非純電阻電路，電動機的總功率等于熱功率與輸出功率（機械功率）之和．