Question

18．如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E=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正常發(fā)光，內(nèi)阻r′=0.5Ω的小型直流電動(dòng)機(jī)也恰能正常工作，求
（1）電路中的電流；
（2）電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓；
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡、電阻、電動(dòng)機(jī)串聯(lián)接入電路，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，通過它們的電流相等；
（1）燈泡正常發(fā)光，由電功率的變形公式可以求出燈泡的額定電流，即電路電流．
（2）由串聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出電動(dòng)機(jī)額定電壓，
（3）由功率公式可以求出電動(dòng)機(jī)的輸入功率與熱功率，然后求出電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

解答 解：（1）燈泡的額定電流即為電路中的電流
$I=\frac{P}{U}=\frac{4.5}{3}=1.5A$
（2）電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓 $U=E-{U}_{燈}^{\;}-I（r+R）$
代入數(shù)據(jù)：U=20-3-1.5×（1+4）
得U=9.5V            
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率${P}_{出}^{\;}={U}_{電機(jī)}^{\;}I-{I}_{\;}^{2}r′$
代入數(shù)據(jù)：${P}_{出}^{\;}=9.5×1.5-1．{5}_{\;}^{2}×0.5$
得${P}_{出}^{\;}=13.125W$
答：（1）電路中的電流1.5A；
（2）電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓9.5V；
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率13.125W

點(diǎn)評(píng) 電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于總功率與熱功率之差．