Question

13．如圖所示，電源電壓恒為U=14V，小燈泡L標有“4V 8W”，電動機的線圈電阻r_M=1.0Ω，當變阻器調到2Ω時，小燈泡與電動機均正常工作，求電動機的機械效率．

Answer 1

分析 由燈泡的額定電功率，利用P=UI可求得電流；因各元件串聯；根據串聯電路的規律可求得變阻器兩端的電壓；由功率公式P=UI可求得電動機的總功率及輸出功率；最后根據η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}×100%$求解電動機的機械效率．

解答 解：小燈泡正常工作；
則有：I=$\frac{P}{U}=\frac{8}{4}$=2A；
變阻器兩端的電壓U_R=IR=2×2=4V；
電動機的輸入功率P_總=I（E-U₁-U_R）=2×（14-4-4）=12W；
電動機的輸出功率P_出=P_總-I²r_M=12-4=8W；
故電動機的機械效率η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}×100%$=$\frac{8}{12}×100%=66.7%$；
答：電動機的機械效率為66.7%．

點評 本題考查功率公式的應用，要注意明確總功率、輸出功率及熱功率的區別及計算，能正確選擇功率公式．