Question

10．如圖所示，電路中的伏特計(jì)V₁示數(shù)為100V，V₂示數(shù)為80V，電阻R=5Ω，電源的內(nèi)阻為r₁=0.5Ω，電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r₂=1Ω．求：
（1）電源的電動(dòng)勢為多少，
（2）電動(dòng)機(jī)的效率為多少．

Answer 1

分析 （1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電路是非純電阻電路，歐姆定律U＞IR．對(duì)于R是純電阻，可以用歐姆定律求得電路中的電流．再根據(jù)閉合電路歐姆定律求電源的電動(dòng)勢．
（2）根據(jù)P=UI求出電動(dòng)機(jī)消耗的總功率，由功率關(guān)系求出電動(dòng)機(jī)輸出的功率．效率等于輸出功率與總功率的百分比．

解答 解：（1）電阻R兩端的電壓為：U_R=U₁-U₂=100V-80V=20V
電路中電流為：I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{20}{5}$A=4A
根據(jù)閉合電路歐姆定律得電源的電動(dòng)勢為：
E=U₁+Ir₁=100+4×0.5=102V
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為：
P_總=U₂I=80×4W=320W
電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：
P_出=P_總-I²r₁=320-4²×1=304W
效率為：η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}$×100%=$\frac{304}{320}$×100%=95%
答：（1）電源的電動(dòng)勢是102V．
（2）電動(dòng)機(jī)的效率為95%．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)電路區(qū)分是純電阻電路還是非純電阻電路，可從從能量轉(zhuǎn)化的角度理解：電能全部轉(zhuǎn)化內(nèi)能時(shí)，是純電阻電路．電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他能時(shí)，是非純電阻電路．