Question

如图所示，M为一线圈电阻RM=0.4Ω的电动机，R=18Ω，电源电动势E=40V．当S断开时，电流表的示数I1=1.6A，

如图所示，M为一线圈电阻RM=0.4Ω的电动机，R=18Ω，电源电动势E=40V．当S断开时，电流表的示数I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A求：（小数点后保留两位有效数字）（1）开关S断开时电源输出功率是否最大？（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率．

Answer 1

（1）设电源内阻为r′，当S断开时
I=

E

R+r

，得r=7Ω
当R=r时电源输出功率最大，但此时R≠r，所以开关断开时电源输出功率不是最大．
（2）开关S闭合时，电流表示数为4.0A，则U_内=Ir=28V，U_外=E-U_内=12V，
I_R=

U外

R

=

2

3

 A，I_M=4.0-

2

3

=

10

3

A，
电动机的总功率为P=UI_M=40W
P_热=IM2R_M=4.44W，P_机=P-P_热=35.56W
答：（1）开关S断开时电源输出功率不是最大．
（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率为4.44W，转化为机械能的功率为35.56W．