Question

電動機M和電燈L并聯(lián)之后接在直流電源上，電動機內(nèi)阻r′=1Ω，電燈燈絲電阻R=10Ω，電源電動勢ε=12V，內(nèi)阻r=1Q，當電壓表讀數(shù)為10V時，求電動機對外輸出的機械功率。

Answer 1

9(W)

【錯解分析】錯解：由部分電路的歐姆定律，=1A，由于L 與M并聯(lián)，流過的電流與其電阻成反比，
,

上述錯解過程中有兩處致命的錯誤：一是將電動機視為純電阻處理了，電動機不屬于純電阻，而是將電能轉(zhuǎn)化為機械能，錯解中利用了并聯(lián)電路中支路電流與電阻成反比的結(jié)論是不恰當?shù)模�因為該結(jié)論只適用于純電阻電路，二是不明確電動機的輸入功率P_M入與輸出功率P_M出的區(qū)別，I_M²r′是電動機內(nèi)阻發(fā)熱功率。三者的關(guān)系是：P_M入=P_M出+I_M²r′。
【正解】根據(jù)題意畫出電路圖，如圖所示。

由全電路歐姆定律ε= U+Ir得出干路電流

由已知條件可知：流過燈泡的電流

電動機的輸出功率的另一種求法：以全電路為研究對象，從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點出發(fā)P_源=P_路。本題中電路中消耗電能的有：內(nèi)電阻、燈泡和電動機，電動機消耗的電能又可分為電動機輸出的機械能和電動機自身消耗的內(nèi)能。即Iε=I²r+I_L²R+P_M出+I_M²r′。
P_M出＝Iε-(I²r+I_L²R++I_M²r′)=9(W)
【點評】站在能量轉(zhuǎn)化與守恒的高度看電路各個部分的作用。就可以從全局的角度把握一道題的解題思路，就能比較清醒地分清公式規(guī)律的適用范圍和條件。