Question

如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，闭合电键S后，标有“8V，12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组

如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，闭合电键S后，标有“8V，12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R 0 =4Ω，求：（1）电源的输出功率P 0 ；（2）10s内电动机产生的热量Q；（3）电动机的效率η；（4）若用此电动机由静止开始加速提升一质量为0.5kg的物体，10s末物体的速度达到4m/s，且在这一过程中电动机输出功率保持不变，物体也不会碰到电动机，求物体在这10s内上升的高度h（忽略空气阻力和一切摩擦作用）．

Answer 1

（1）由题意，并联部分电压为U=8V，内电压应为U r =E-U=2V 总电流I= E-U r =2A 电源的输出功率P 0 =UI=16W （2）流过灯泡的电流I 1 = P 1 U =1.5A 则可得流过电动机的电流I 2 =I-I 1 =0.5A 电动机的热功率P Q =I 2 2 R 0 =1W 10s内产生的热量为Q=P Q t=10J （3）电动机的总功率P 1 =UI 2 =4W 电动机的机械功率P 2 =P 1 -P Q =3W 电动机的机械效率η= P 2 P 1 =75% （4）由动能定理，得：Pt=mgh+ 1 2 mv 2 ，    解得：h=5.2m 答：（1）电源的输出功率P 0 为16W； （2）10s内电动机产生的热量Q为10J； （3）电动机的效率η为75%； （4）物体在这10s内上升的高度h为5.2m．