Question

11．如圖所示，已知電源電動勢ε=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和內(nèi)阻r′=1Ω的小型直流電動機(jī)恰能正常工作，求
（1）電路中的電流強(qiáng)度？
（2）電動機(jī)的額定工作電壓？
（3）電動機(jī)的輸出功率？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L、電阻R、電動機(jī)m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，即電路中的電流．
（2）由串聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出電動機(jī)額定工作電壓．
（3）由功率公式可以求出電動機(jī)的輸入功率與熱功率，然后求出電動機(jī)的輸出功率．

解答 解：（1）串聯(lián)電路中燈L正常發(fā)光，電動機(jī)正常工作，則電路中電流強(qiáng)度為燈L的額定電流，為：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{4.5}{3}$=1.5A
（2）電路中的電動機(jī)是非純電阻電路．電路中，由閉合電路歐姆定律有：ε=U_R+U_L+U_r+U_m
故電動機(jī)的額定電壓為：U_m=ε-U_R-U_L-U_r=ε-I（R+R_L+r）=9.5V
（3）電動機(jī)的總功率為：P=IU_m=14.25W
電動機(jī)的輸出功率為：P_出=P-P_熱=P-I²rˊ=12W
答：（1）電路中的電流強(qiáng)度是1.5A．
（2）電動機(jī)的額定工作電壓是9.5V．
（3）電動機(jī)的輸出功率是12W．

點(diǎn)評 本題是電路中基本題型．對于電動機(jī)正常工作時(shí)，是非純電阻電路，歐姆定律不成立，其兩端電壓U＞Ir′．