高二物理题（电）

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/22 10:19:24
一个灯泡L,表有“6V,12W”,一台直流电动机D,其线圈电阻为2欧.把L与D并联,当电动机正常工作时,灯泡也正常发光.把L与D串联,当电动机正常工作时,灯泡实际功率是额定功率的3/4。求这台电动机转化为机械能的功率。

答案是4.38，为什么啊，
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“把L与D并联,当电动机正常工作时,灯泡也正常发光”说明电动机的额定电压也是U = 6V
设L与D串联时电路中的电流为I，则有 I^2R = 3P/4
得 I = 根号3A
这台电动机转化为机械能的功率为P′ = IU – I^2R = (6根号3 – 6)W = 4.38W
其中根号3取1.73

“把L与D并联,当电动机正常工作时,灯泡也正常发光”表示额定电压相等
“当电动机正常工作时,灯泡实际功率是额定功率的3/4”表示额定电流不相等，有比例关系

灯泡实际功率是额定功率的3/4时
根据PX=UX*IX=r*IX^2 得 此时IX=IL*√3/2

额定状态下
灯泡：IL=PL/UL=12/6=2A UL=6V
电动机：ID=IX=2*√3/2=√3A UD=UL=6V

那么，正常运行时，发动机功率 PD=UD*ID=6*√3=10.392W 线圈发热量QD=R*ID^2=2*√3^2=6W
转化率=（1-QD/PD）*100%=（1-6/10.392）*100%=42.26%