Question

如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V，4.5W”的灯泡L和线圈电阻r′=1Ω的小型直流电动机都恰能正常工作，求：
（1）电路中的电流强度为多大？
（2）电动机的总功率多大？
（3）电动机的机械功率多大？

Answer 1

分析：（1）对灯泡研究：灯泡是纯电阻电路，由额定电压和功率求出电路中的电流强度．
（2）由电压的分配求出电动机两端的电压，由公式P=UI求出电动机的总功率．
（3）根据能量转化与守恒，得到电动机的机械功率P_机=P_总-P_热=UI-I₂r，求解．

解答：解：（1）因为灯泡L正常工作，故有I=

P

U

=

4.5

3

=1.5(A)
    （2）电动机两端的电压U_M=E-I（r+R）-U_L=20-1.5×（1+4）-3=9.5（V）
        电动机的总功率P_M=U_MI=9.5×1.5=14.25（W）
    （3）P_出=P_M-I²r=12W
答：（1）电路中的电流强度为1.5A；
     （2）电动机的总功率为14.25W；
     （3）电动机的机械功率为12W．

点评：电动机正常工作时的电路是典型的非纯电阻电路，下面三种公式不再通用：P=UI=I²R=

U2

R

．