Question

由小型直流電動機、小燈泡和定值電阻組成的電路如圖所示，已知電源電動勢E=20V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R=4Ω，小燈泡上標有“3V，4.5W”字樣，電動機線圈電阻r′=1Ω，開關閉合時，小燈泡和電動機均恰好正常工作．求：
（1）電路中電流強度；
（2）電動機的總功率；
（3）電動機的輸出功率．

Answer 1

分析：（1）以小燈泡為研究，小燈泡是純電阻電路，根據(jù)額定電壓和功率求出電路中的電流．
（2）根據(jù)歐姆定律求出電動機兩端的電壓，由公式P=UI求出電動機的總功率P_總．
（3）電動機的輸出功率是機械功率，根據(jù)能量守恒可知P_出=P_總-P_熱，P熱=I²r′．

解答：解（1）電路中電流 I=

PL

UL

=1.5A     
  （2）電動機兩端的電壓 U_M=E-U_L-I（R+r）=9.5V  
      電動機的總功率   P_總=U_MI=14.25W
  （3）電動機線圈熱功率 P_熱=I²r′=2.25W
      電動機的輸出功率P_出=P_總-P_熱=12W
答：（1）電路中電流強度1.5A；
    （2）電動機的總功率為14.25W；
    （3）電動機的輸出功率為12W．

點評：當電動機正常工作時，其電路是非純電阻電路，求電功率只能用P=UI，求電熱只能用P=I²R，求機械功率要根據(jù)能量守恒得到P_機=P_總-P_熱．