高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题 题目答案及解析
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选修3-1
第二章 恒定电流
2.7 闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律基本问题
某电池供电简化电路如图所示。电池的电动势$E=3.0\;\rm V$，内阻$r=0.5\;\rm \Omega$，灯泡$\rm L_{1}$与$\rm L_{2}$的电阻均为$R=4.0\;\rm \Omega$，电动机内部线圈电阻$R_{M}=0.5\;\rm \Omega$。电流表与电压表均为理想电表，灯泡电阻不变。
仅闭合开关$\rm S_{1}$时，求电流表示数$I$；
$1.2\\;\\rm A$；
"]]仅闭合开关$\rm S$$_{1}$时，灯泡$\rm L_{1}$与$\rm L_{2}$并联，根据闭合电路欧姆定律得$I=\dfrac{E}{\dfrac{R}{2}+r}=1.2\;\rm \text{A}$
同时闭合开关$\rm S_{1}$和$\rm S_{2}$时，电压表示数为$U=2\;\rm V$，求电动机的输出功率$P_{出}$。
$1.5\\;\\rm W$
"]]同时闭合开关$\rm S_{1}$和$\rm S_{2}$时，总电流$I_{总}=\dfrac{E-U}{r}=2\;\rm \text{A}$
电流表示数$I_{1}=\dfrac{U}{\dfrac{R}{2}}=\dfrac{2U}{R}=1\;\rm \text{A}$
所以，电动机通过电流$I_{2}=I_{总}-I_{1}=1\;\rm A$
电动机输入功率$P_{入}=UI_{2}=2\;\rm W$
内部线圈消耗热功率$P_{热}=I_{2}^{2}R_{M}=0.5\;\rm W$
则电动机的输出功率$P_{出}=P_{入}-P_{热}=1.5\;\rm W$
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