Question

如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)ε=20V，內(nèi)阻r=1Ω，當(dāng)接入固定電阻R=4Ω時(shí)，電路中標(biāo)有“3V 4.5W”的燈泡L和內(nèi)阻r′=0.5Ω的小型直流電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，求
（1）電路中的電流強(qiáng)度？
（2）電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓？
（3）電源的總功率？

Answer 1

分析：（1）以燈泡為研究對(duì)象，燈泡在額定電壓下正常工作，由額定功率和額定電壓求出電流．
（2）正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)電路是非純電阻電路，根據(jù)電壓的分配關(guān)系求出電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓．
（3）電源的總功率由P=εI求出．

解答：解：（1）串聯(lián)電路中燈L正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，則電路中電流強(qiáng)度為燈L的額定電流．
       I=

PL

UL

=

4.5

3

A=1.5A
   （2）電路中的電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路．
        電路中ε=U_R+U_L+U_r+U_m
       故電動(dòng)機(jī)的額定電壓U_m=ε-U_R-U_L-U_r=ε-I（R+R_L+r）=20-1.5×（2+4+1）V=9.5V
  （3）電源總功率P_總=Iε=1.5×20W=30W．
答：（1）電路中的電流強(qiáng)度為1.5A．
    （2）電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓為9.5V．
    （3）電源的總功率為30W．

點(diǎn)評(píng)：本題是電路中基本題型．對(duì)于電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，是非純電阻電路，歐姆定律不成立，其兩端電壓U＞Ir′．