例1 如图1所示,电源电动势E=7.5 V,内电阻r=1.0 Ω,定值电阻R2=12 Ω,电动机M的线圈的电阻R=0.5 Ω.开关S闭合,电动机转动稳定后,理想电压表的示数U1=4 V,电阻R2消耗的电功率P2=3.0 W.不计电动机的摩擦损耗等,求:
图1
(1)电源的路端电压.
(2)电动机输出的机械功率.
答案 (1)6 V (2)3.5 W
解析 (1)电源的路端电压等于R2两端的电压,
由P2=,
代入数据解得:U=6 V
(2)电源电动势E=U+Ir,
解得干路电流为:I== A=1.5 A
通过R2的电流:I2== A=0.5 A
通过电动机的电流:I1=I-I2=1.5 A-0.5 A=1 A
电动机的输出功率:P=I1U1-IR
由此得:P=1×4 W-12×0.5 W=3.5 W
二、含容电路的计算
1.分析含电容器的电路时应注意电容器两极板分别与电路中哪两点等势,从而可确定电容器两极板间电势差和带电荷量的正负.
2.当电路发生变化时,注意分析电容器两极板电势的变化,计算电容器带电荷量变化量时,要注意极板所带电荷电性的变化.若某一极板原来带正电Q1,后来变为带正电Q2,则电荷量变化量大小ΔQ=|Q1-Q2|;若该极板由原来带正电Q1变为后来带负电-Q2,则ΔQ=Q1+Q2.