Question

12．如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E=18V，內(nèi)阻r=1Ω，當(dāng)接入固定電阻R=4Ω時(shí)，電路中標(biāo)有“3V 6W”的燈泡L和內(nèi)阻r′=0.5Ω的小型直流電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，求
（1）電路中的電流強(qiáng)度？
（2）電動(dòng)機(jī)的電功率？
（3）電動(dòng)機(jī)的效率為？

Answer 1

分析 （1）以燈泡為研究對(duì)象，燈泡在額定電壓下正常工作，由額定功率和額定電壓求出電流．
（2）正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)電路是非純電阻電路，根據(jù)電壓的分配關(guān)系求出電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓．再由功率公式可求得電動(dòng)機(jī)的功率；
（3）根據(jù)效率公式可求得電動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）由P=UI得
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{6}{3}$A=2A；
（2）由U=E-Ir得
U=16V
U_R=IR=2A×4Ω=8V
所以電動(dòng)機(jī)兩端電壓U_M=U-U_R-U_燈=5V（可用等效電源法一步到位）
P_M=UI=5×2=10W
（3）熱功率${P_熱}={I^2}R={2^2}×0.5W=2W$；
輸出功率P=P_M-P_熱=10-2=8W；
電動(dòng)機(jī)的效率η=$\frac{8}{10}$×100%=80%；
答：（1）電路中的電流強(qiáng)度為2A；
（2）電動(dòng)機(jī)的電功率為10W；
（3）電動(dòng)機(jī)的效率為為80%．

點(diǎn)評(píng) 本題是電路中基本題型．對(duì)于電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，是非純電阻電路，歐姆定律不成立，其兩端電壓U＞Ir′，不能對(duì)整個(gè)電路運(yùn)用歐姆定律求電流．