Question

【題目】如圖所示，物理興趣小組的同學將電阻R＝4Ω與電動機M（其線圈電阻R0＝2Ω）串聯后接到電動勢為E＝10V，內阻為r＝1Ω的電源兩端，用電壓表測出（未畫出）測得電阻R兩端的電壓為U＝2V，求：

（1）電源的總功率；

（2）電動機消耗的電功率；

（3）電動機轉化成機械能的功率。

Answer 1

【答案】（1）5W；（2）3.75W；（3）3.25W。

【解析】

（1）對電阻R應用歐姆定律求得電流，即可根據電動勢求得電源總功率；
（2）由閉合電路的歐姆定律求得電動機上的電壓，即可根據P=UI求得電動機消耗的電功率；
（3）根據P=I2R求得電動機消耗的熱功率，即可由能量守恒求得轉化為機械能的功率。

（1）根據電壓表示數，由歐姆定律可得：電流 ；

故電源的總功率P＝EI＝10×0.5W＝5W；

（2）由閉合電路的歐姆定律可得：電動機兩端電壓UM＝E﹣U﹣Ir＝7.5V，故電動機消耗的總功率PM＝UMI＝3.75W；

（3）電動機的熱功率，

故由能量守恒可得：電動機轉化為機械能的功率 ；