Question

20．如圖所示，輸入電壓U恒為22V，燈泡L上標(biāo)有“6V，12W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R_M=2Ω，若燈泡恰能正常發(fā)光，求：
（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率；
（2）電動(dòng)機(jī)的輸出機(jī)械功率；
（3）若電動(dòng)機(jī)突然卡住的瞬間，燈泡還能正常發(fā)光嗎？（通過計(jì)算說明）

Answer 1

分析 （1）由燈泡銘牌可知燈泡額定電壓是6V，額定功率是12W，由電功率的變形公式可以求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，電動(dòng)機(jī)的輸入功率${P}_{入}^{\;}={U}_{M}^{\;}{I}_{M}^{\;}$；
（2）由串聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出電動(dòng)機(jī)的電壓，由電功率公式可以求出電機(jī)總功率與熱功率，進(jìn)一步求出電動(dòng)機(jī)的輸出的機(jī)械功率；
（3）電動(dòng)機(jī)突然卡住的瞬間，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于純電阻，根據(jù)歐姆定律求出電路電流和燈泡的額定電流比較，判斷燈泡是否能正常發(fā)光；

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電壓為U_M，電流為I_M
U_M=U-U_L=22-6V=16V
${I_M}={I_L}=\frac{P_L}{U_L}=\frac{12}{6}A=2A$
電動(dòng)機(jī)的輸入功率  P_入=U_MI_M=16×2=32W
（2）電動(dòng)機(jī)的熱功率    ${P_r}={I_M}^2{R_M}={2^2}×2W=8W$
電動(dòng)機(jī)的輸出機(jī)械功率  ${P}_{出}^{\;}={P}_{入}^{\;}-{P}_{r}^{\;}=32-8=24W$
（3）電動(dòng)機(jī)卡住可看成純電阻
燈泡電阻   ${R}_{L}^{\;}=\frac{{U}_{L}^{\;}}{{I}_{L}^{\;}}=\frac{6V}{2A}=3Ω$
由歐姆定律得電路電流   $I=\frac{U}{{R}_{M}^{\;}+{R}_{L}^{\;}}=\frac{22}{2+3}=4.4A$
電流I遠(yuǎn)大于燈泡正常發(fā)光電流2A，燈泡不能正常發(fā)光，可能燒壞
答：（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率32W；
（2）電動(dòng)機(jī)的輸出機(jī)械功率24W；
（3）若電動(dòng)機(jī)突然卡住的瞬間，燈泡不能正常發(fā)光，可能燒壞

點(diǎn)評(píng) 電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)的輸入功率等于熱功率與輸出之和．