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拓展课　电能 能量守恒定律综合问题

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一、纯电阻电路与非纯电阻电路的综合分析

1.两种电路的比较

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2.电功与电热

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[例1] 如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，“8 V　16 W”的灯泡L恰

好能正常发光，电动机M绕线的电阻R 0 ＝1 Ω，求：

(1)路端电压；

(2)电源的总功率；

(3)电动机的输出功率。

解析　(1)灯泡正常发光，所以路端电压为8 V。

(2)设干路总电流为I，则U＝E－Ir，

得I＝4 A，故P 总 ＝EI＝40 W。

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答案　(1)8 V　(2)40 W　(3)12 W

故I M ＝I－I L ＝2 A

P M总 ＝UI M ＝8×2 W＝16 W

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[针对训练1] 如图所示电路中，电源的电动势E＝110 V，电阻R 1 ＝

21 Ω，电动机的内阻R 0 ＝0.5 Ω，开关S 1 始终闭合，当开关S 2 断

开时，电阻R 1 消耗的电功率P 1 ＝525 W；当开关S 2 闭合时，电阻

R 1 消耗的电功率P 2 ＝336 W，求：

(1)电源的内阻r；

(2)当开关S 2 闭合时，电动机输出的机械功率P 出 。

电阻R 1 消耗的功率P 1 ＝I ² R 1 ，解得r＝1 Ω。

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设此时电源中通过的电流为I′，由闭合电路的欧姆定律有E＝I′r＋U

(2)当开关S 2 闭合时，设R 1 两端的电压为U，

解得P 出 ＝1 606 W。

答案　(1)1 Ω　(2)1 606 W

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二、闭合电路中的功率问题

1.电源的总功率

(1)物理意义：电源将其他形式的能转化为电能的功率。

(2)表达式：P 总 ＝EI。

2.电源内部消耗的功率

(1)物理意义：电源内阻的发热功率。

(2)表达式：P 内 ＝I ² r。

3.电源的输出功率

(1)物理意义：电源对外供电功率。

(2)表达式：P 出 ＝UI。

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