如右图所示,电源电动势E=14 V,内电阻r=1 Ω,小灯泡标有“2 V,4 W”,电动机D的内阻r=0.5 Ω,当变阻器的阻值R调到1 Ω时,电灯和电动机均能正常工作,求:
(1)电动机两端的电压;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)电路消耗的总功率.
解析:(1)电灯和电动机正常工作:I== A=2 A.
设电动机两端电压为U′,由闭合电路欧姆定律:
E=U灯+U′+I(R+r).
U′=E-U灯-I(R+r)=14 V-2 V-2×(1+1) V=8 V.
(2)电动机输出功率:
P出=U′I-I2r=8×2 W-22×0.5 W=14 W.
(3)电路消耗的总功率为
P总=EI=14×2 W=28 W.
答案:(1)8 V (2)14 W (3)28 W