Question

【題目】圖中電源電動勢E＝12 V，內電阻r＝0.5 Ω。將一盞額定電壓為8 V，額定功率為16 W的燈泡與一只線圈電阻為0.5 Ω的直流電動機并聯后和電源相連，燈泡剛好正常發光，通電100 min。問：

（1）電源提供的能量是多少？

（2）電流對燈泡和電動機所做的功各是多少？

（3）燈絲和電動機線圈產生的熱量各是多少？

（4）電動機的效率為多少？

Answer 1

【答案】（1）；

（2）；；

（3），；

（4）

【解析】

試題（1）由題意可知電路中的路端電壓，則由閉合電路歐姆定律可求得電路中的電流，由P=UIt可求得電源提供的能量；

（2）由W=Pt可求得電流對燈泡所做的功；由W=UIt可求得電流對電動機所做的功；

（3）由Q=I2Rt可求得燈絲與電動機線圈產生的熱量；

（4）由η=×100%可求得電動機的效率．

解：（1）由題意可知，電路的路端電壓U=8V，則內電壓U內=E﹣U=12V﹣8V=4V；

電路中電流I===8A；

故電源提供的能量W=UIt=8×8×100×60J=3.84×105J；

（2）電流對燈絲做功W燈=Pt=16×100×60J=9.6×104J；

燈泡中的電流I燈==2A；

由并聯電路的規律可知，通過電動機的電流I機=I﹣I燈=8A﹣2A=6A；

電流對電動機所做的功W=UI機t=8×6×6000J=2.88×105J；

（3）燈絲為純電阻故燈絲產生的熱量等于電流所做的功，故Q=W燈=9.6×104J；

而電動機線圈產生的熱量Q機=I機2R機t=62×0.5×6000J=1.08×105J；

（4）電動機的效率η=×100%=62.5%．