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如图所示,电源电动势E=12V,内电阻r= 1Ω,R2为保护电阻,阻值R2=2 Ω,电流表内阻不计,

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/08/09 18:59:17
如图所示,电源电动势E=12V,内电阻r= 1Ω,R2为保护电阻,阻值R2=2 Ω,电流表内阻不计,
开关S闭合瞬间,流过电流表的电流为8A,一段时间之后,电动机正常工作,此时电源输出功率最大,求电动机正常工作时,输出机械功率多大?电动机效率为多大

如图所示,电源电动势E=12V,内电阻r= 1Ω,R2为保护电阻,阻值R2=2 Ω,电流表内阻不计,
开关S闭合瞬间,电动机还没转动,可看做纯电阻电路.
R总=12V/8A=1.5欧
R并=1.5欧-1欧=0.5欧
电动机内阻R1=2/3欧
电动机正常工作时,电源输出功率P出=IU=(E-U)/r*U=(12-U)U=-(U^2-12U)
=36-(U^2-12U+36)=36-(U-6)^2
即:当U=6V时,电源输出功率最大,P出=36W
电路中的总电流为(12V-6V)/1Ω=6A(或者36W/6V=6A)
此时通过R2的电流为6V/2Ω=3A
所以,通过电动机的电流为6A-3A=3A
电动机的输入功率为3A*6V=18W
内阻上发热损耗的功率为(3A)^2*2/3Ω=6W
电动机的输出功率为18W-6W=12W
电动机的效率为12W/18W*100%=66.7%