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2.如圖1、2所示,兩電源的電動勢均為6V,內阻為0.5Ω,小型電動機M的線圈電阻為0.5Ω,滑動變阻器的最大阻值為5Ω,限流電阻R0均為2.5Ω,若理想電壓表的示數(shù)均為2.5V時,試求:
(1)在圖1中電源的輸出功率和電動機輸出的機械功率
(2)在圖2中限流電阻R0可消耗的最大功率.

分析 (1)根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解電動機的電壓,電動機與電阻R0串聯(lián),根據(jù)歐姆定律求解電阻R0的電流,最后根據(jù)P=UI求解電動機的輸入功率;根據(jù)P=P-P=UI-I2RM求解電動機的輸出功率.
(2)當R=0時電路中的電流最大,由閉合電路的歐姆定律求出電流,然后代入功率的表達式即可求出.

解答 解:(1)以電阻R0為研究對象,根據(jù)歐姆定律得到電路中電流為:
I=IR0=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}=\frac{2.5}{2.5}=1$ A;
電源的功率PE=IE=6 W;內電路消耗的功率Pr=I2r=0.5 W;
電源的輸出功率P=PE-Pr=5.5 W
電動機分壓UM=E-I(r+R0)=3 V;
電動機消耗的功率PM=IUM=3W;熱功率P=I2rM=0.5 W;
電動機輸出的機械功率P=PM-P=2.5W
(2)當R=0時電路中的電流最大,${I}_{max}=\frac{E}{{R}_{0}+r}=\frac{6}{2.5+0.5}=2$A,
所以Pmax=Im2 R0=10 W.
答:(1)在圖1中電源的輸出功率是5.5W,電動機輸出的機械功率是2.5W
(2)在圖2中限流電阻R0可消耗的最大功率是10W.

點評 本題關鍵抓住電路中電壓分配和能量的關系,不能直接根據(jù)歐姆定律這樣來求解電路中電流:I=$\frac{E}{r+{R}_{0}+{R}_{M}}$,因為電動機工作時,歐姆定律不成立.

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C.讓紙帶運動的同時接通電源         D.先讓紙帶運動或先接通電源都可以
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(3)由以上數(shù)據(jù)計算出物體運動的加速度為a=0.393m/s2(結果保留三位有效數(shù)字)
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