Question

16．在實(shí)驗(yàn)電路中，電池是有內(nèi)阻的．因此它會(huì)分去一部分電源電壓，如圖所示電路，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻是1Ω，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)電壓表的示數(shù)是12V，電池組的電動(dòng)勢(shì)（電壓）E=22V，電池組的內(nèi)阻r=0.5Ω，電阻R的電功率是18W．求：
（1）電阻R的大�。�
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的功率．

Answer 1

分析 （1）電動(dòng)機(jī)不是純電阻，不能用歐姆定律，求其電流方法是用于其串聯(lián)那部分電路去求．電壓表示數(shù)12V，那么保護(hù)電阻和內(nèi)阻電壓為10V，再根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電路電流，結(jié)合電阻R上消耗的電功率求出電阻R．
（2）電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，故其功率為P_電=UI．由P_熱=I²R可得電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率，進(jìn)而由P_電=P_機(jī)+P_熱可得電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．

解答 解：
（1）由閉合電路歐姆定律得：
I=$\frac{E-{U}_{V}}{R+r}$=$\frac{22V-12V}{R+0.5Ω}$-----①
電阻R上消耗的電功率P=I²R=18W-----②
由①②解得：
R=4.5Ω，I=2A；
（2）電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，故其功率為：P_電=U_VI=12V×2A=24W，
電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為：P_熱=I²R′=（2A）²×1Ω=4W，
故電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P_機(jī)=P_電-P_熱=24W-4W=20W．
答：
（1）電阻R的大小為4.5Ω．
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的功率為20W．

點(diǎn)評(píng) 注意對(duì)純電阻元件和非純電阻元件的處理區(qū)別，電熱的計(jì)算可以用同一個(gè)公式，但非純電阻元件，其總功率只能用P=UI表示．