Question

如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5，将一盏规格“8V，16W”的灯泡与一个线圈电阻R=0.5Ω的

如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5，将一盏规格“8V，16W”的灯泡与一个线圈电阻R=0.5Ω的直流电动机并联后与电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100min．问在此过程中：（1）电源提供的能量；（2）电流对灯泡和电动机所做的功各为多少？（3）电动机的效率是多少？

Answer 1

（1）由题意可知，电路的路端电压U=8V，则内电压U_内=E-U=12V-8V=4V；
电路中电流I=

U内

r

＝

4

0.5

=8A；
故电源提供的能量W=UIt=12×8×100×60J=5.76×10⁵J； 
（2）电流对灯丝做功W_灯=Pt=16×100×60J=9.6×10⁴J； 
灯泡中的电流I_灯=

P

U

＝

16

8

=2A；
由并联电路的规律可知，通过电动机的电流I_机=I-I_灯=8A-2A=6A；
电流对电动机所做的功W=UI_机t=8×6×6000J=2.88×10⁵J；
（3）灯丝为纯电阻故灯丝产生的热量等于电流所做的功，故Q=W_灯=9.6×10⁴J； 
而电动机线圈产生的热量Q_机=I_机²R_机t=6²×0.5×6000J=1.08×10⁵J； 
电动机的效率η=

W机?Q机

W机

×100%=

288000?108000

288000

×100%=62.5%．
答：（1）电源提供的能量是5.76×10⁵J； （2）电流对灯泡做的功为电流对灯泡，电流对电动机做功是2.88×10⁵J；（3）电动机的效率是62.5%．