Question

如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内电阻r=0.50Ω，电容C=1.5×10-6F，电动机M的电阻R0=1.0Ω．闭合电

如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内电阻r=0.50Ω，电容C=1.5×10-6F，电动机M的电阻R0=1.0Ω．闭合电键S后，标有“8V、16W”的灯泡L恰能正常发光．求闭合电键后：（1）电源两端的路端电压U外；（2）电容器所储存的电量Q；（3）电动机的输出功率P出．

Answer 1

（1）灯泡正常发光，电压为额定电压U_额=8V，则路端电压U=U_额=8V，
（2）电容器的电量：Q=CU=1.2×10^-5C
（3）则电源内阻的电压 U_内=E-U=10-8=2（V）
由欧姆定律得流过电源的电流  I=

U内

r

=

2

0.5

A=4A 
电源的总功率 P_总=EI=10×4W=40W．
所以电源的输出功率 P_出=P_总-P_损=P_总-I²r=40-4²×0.5（W）=32W；
灯泡的电流 I_灯=

P额

U额

=

16

8

A=2A
电动机总功率：P₁=UI_M=U（I-I_灯）=8×（4-2）W=16W； 
电动机的电流 I_M=I-I_灯=4-2=2（A）
电动机消耗的电功率 P_M=UI_M=8×2=16（W）
电动机发热功率 P_热=I_M²R₀=2²×1=4（W）
 所以电动机的输出功率．P_输出=P_M-P_热=16-4=12（W）；
答：（1）该电路的路端电压是8V．（2）电容器的电量是：1.2×10^-5C．（3）电动机的输出功率为12W．