Question

19．研究电动机的特性时，将电动机接成如图所示电路．电源电动势E=20V，内阻r=lΩ，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V，6W”的灯泡L和内阻R_D=0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：
（1）电路中的电流大小；
（2）电动机的额定电压；
（3）电动机的输出功率．

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=$\frac{P}{U}$=$\frac{6}{3}$=2A
（2）电动机两端的电压为：U_M=E-I（r+R）-U_L=20-2×（1+4）-3=7（V）
电动机的总功率为：P_M=U_MI=7×2=14（W）
（3）P_出=P_M-I²r=14-4×0.5=12W
答：（1）电路中的电流强度为2A；
（2）电动机的总功率为14W；
（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=$\frac{{U}^{2}}{R}$．