Question

如圖所示電路中，電池組的電動勢ε=40V，內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻R=20Ω，D是電動機(jī)，其線圈電阻R′=1Ω，電動機(jī)正常工作時(shí)，伏特表示數(shù)為20V（可視為理想電壓表）．則電動機(jī)正常工作時(shí)：
（1）通過電動機(jī)的電流是多少；
（2）電動機(jī)消耗的電功率為多少；
（3）電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為多少．

Answer 1

分析：（1）由E=U_V+U_R可得R和電動機(jī)兩端的電壓之和，進(jìn)而由閉合電路歐姆定律可得電路電流，即等于通過電動機(jī)的電流．
（2）電動機(jī)為非純電阻元件，故其功率為P_電=UI．
（3）由P_熱=I²R可得電動機(jī)的發(fā)熱功率，進(jìn)而由P_電=P_機(jī)+P_熱可得電動機(jī)輸出的機(jī)械功率．

解答：解：（1）由E=U_V+U_R可得R和電動機(jī)兩端的電壓之和為：
U_R=E-U_V
由歐姆定律可得電路電流為：
I=

E-UV

R

=

40-20

20

A=1 A
通過電動機(jī)的電流為1A．
（2）電動機(jī)為非純電阻元件，故其功率為：
P_電=U_VI=20×1W=20W
（3）電動機(jī)的發(fā)熱功率為：
P_熱=I²R′=1²×1W=1 W
故電動機(jī)的輸出功率為：
P_機(jī)=P_電-P_熱=20W-1W=19W；
答：（1）通過電動機(jī)的電流是1A．
（2）電動機(jī)消耗的電功率為20W．
（3）電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為19W．

點(diǎn)評：注意對純電阻元件和非純電阻元件的處理區(qū)別，電熱的計(jì)算可以用同一個(gè)公式，但非純電阻元件，其總功率只能用P=UI表示．