Question

18．一台直流电动机线圈电阻r=1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率．

Answer 1

分析 （1）以电阻R为研究对象，根据欧姆定律求出电流，即为通过电动机的电流．电动机的输入功率是电功率，根据P_入=U_MI公式求解．电动机两端的电压U_M=U-U_R．
（2）电动机的发热功率P_T=I²r，电动机输出的机械功率P_机=P_入-P_T．

解答 解：（1）对电阻R，根据欧姆定律得
I=$\frac{U-{U}_{M}}{R}$=$\frac{150-100}{10}$A=5A
电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为5A．
电动机的输入功率是P_入=U_MI=100×5W=500W
（2）电动机的发热功率P_T=I²r=5²×1W=25W，
根据能量转化和守恒定律得
电动机输出的机械功率P_机=P_入-P_T=500W-25W=475W
答：
（1）输入到电动机的功率P_入是500W；
（2）电动机输出的机械功率475W．

点评 电动机工作时电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，不能根据I=$\frac{U}{R+r}$ 求通过电动机的电流，只能对电阻运用欧姆定律进行研究．