4.如圖所示,電源的電動勢E=110V,電阻R1=21Ω,電動機(jī)繞組的電阻R0=0.5Ω,電鍵S1始終閉合.當(dāng)電鍵S2斷開時(shí),電阻R1的電功率是525W;當(dāng)電鍵S2閉合時(shí),電阻R1的電功率是336W.則電鍵S2閉合時(shí)下列說法正確的是( 。
A.電源的內(nèi)電阻2ΩB.流過電動機(jī)的電流為22A
C.電動機(jī)的輸出功率為1848WD.電動機(jī)的效率為86.9%

分析 根據(jù)S2斷開時(shí)R1消耗的功率為P1=($\frac{E}{{R}_{1}+r}$)2R1,即可求出內(nèi)阻r;
當(dāng)電鍵S2閉合時(shí),根據(jù)電阻R1的電功率求出R1兩端的電壓和通過R1的電流,再根據(jù)E=U+Ir,求出總電流,從而求出通過電動機(jī)的電流;
根據(jù)P=UI2求解電動機(jī)的功率,根據(jù)P=UI2-I22R求電動機(jī)的輸出功率.

解答 解:A、設(shè)S2斷開時(shí)R1消耗的功率為P1,則 有:P1=$I_1^2{R_1}$=($\frac{E}{{R}_{1}+r}$)2R1
代入數(shù)據(jù)得:525=${(\frac{110}{21+r})^2}×21$,
可以解得,r=1Ω,故A錯誤;
B、設(shè)S2閉合時(shí)R1兩端的電壓為U,消耗的功率為P2,則P2=$\frac{U^2}{R_1}$,
解得:U=$\sqrt{{P_2}{R_1}}$=$\sqrt{336×21}$=84V,
由閉合電路歐姆定律得,E=U+Ir,代入數(shù)據(jù),得I=$\frac{E-U}{r}$=$\frac{110-84}{1}$=26A,
流過R1的電流為I1,流過電動機(jī)的電流為I2,I1=$\frac{U}{R_1}$=$\frac{84}{21}$=4A,
而I1+I2=I,所以I2=22A,故B正確;
C、由UI2=P+I22R0,代入數(shù)據(jù)得,P=UI2-I22R0=84×22-222×0.5=1606W,故C錯誤;
D、電動機(jī)的效率為η=$\frac{P_出}{P_電}×100%=\frac{P_出}{{U{I_1}}}×100%=\frac{1606}{84×22}×100%=86.9%$,故D正確;
故選:BD

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵能夠靈活運(yùn)用閉合電路歐姆定律,以及知道電動機(jī)輸入功率、輸出功率、熱功率的關(guān)系.

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(1)流過內(nèi)阻的電流為多少?
(2)電動機(jī)的輸出功率為多少?
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C.在t=4s時(shí),乙的加速度方向改變
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