Question

如圖所示，已知電源電動勢E=20V，內阻r=lΩ，當接入固定電阻R=4Ω時，電路中標有“3V，6W”的燈泡L和內阻R_D=0.5Ω的小型直流電動機D都恰能正常工作．
試求：
（1）電路中的電流大小；
（2）電動機的熱功率
（3）電動機的額定電壓；
（4）電動機的輸出功率．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡、電阻、電動機串聯接入電路，由串聯電路特點可知，通過它們的電流相等；燈泡正常發光，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．由串聯電路特點可以求出電動機額定電壓，由功率公式可以求出電動機的輸入功率與熱功率，然后求出電動機的輸出功率．

解答：解：（1）燈泡L正常發光，電路中的電流為I=

PL

UL

=

6

3

=2A
（2）電動機的熱功率為P_熱=I²R_D=2²×0.5=2W
（3）由閉合電路歐姆定律可求得，電動機的額定電壓為U_D=E-I（r+R）-U_L=20-2×（1+4）-3=7V
（4）電動機的總功率為P_總=IU_D=2×7=14W     
電動機機的熱功率為P_熱=I²R_D=2²×0.5=2W
則電動機的輸出功率為P_出=P_總-P_熱=12W
答：（1）電路中的電流大小為2A；（2）電動機的熱功率為2W；（3）電動機的額定電壓為7V；（4）電動機的輸出功率為12W．

點評：電動機是非純電阻電路，電動機的輸出功率等于總功率與熱功率之差．