Question

如圖所示，電源電動勢為E=30V，內阻為r=1Ω，電燈上標有“6V、12W”字樣，直流電動機線圈電阻R=2Ω。若電燈恰能正常發光，求電動機輸出的機械功率。

Answer 1

36W

法一：因為電燈恰能正常發光，所以閉合電路中的電流為
 ………………………………1分
電動機兩端的電壓U=E-Ir-U_燈="22V" ………………………………2分
電動機消耗的總功率P＝UI＝44W ………………………………2分
電動機線圈電阻消耗的功率P_R＝I²R="8W" ………………………………2分
所以電動機輸出的機械功率P_機=P-P_R="36W" ………………………………2分
法二：因為電燈恰能正常發光，所以閉合電路中的電流為
 ………………………………1分
電源的總功率為P_E=IE=2×30W=60w………………………………2分
電燈、電動機線圈電阻、電源內阻可作為純電阻處理，它們消耗的電能全部轉化為電熱，電路中總的熱功率為     P_Q=P_燈+I²(R+r)=[12+2²×(2+1)]W=24w………………………………4分
由能量守恒定律有P_E=P_Q+P_機，則電機輸出的機械功率為
P_機=P_E - P_Q="(60-24)W=36W" ………………………………2分