Question

18．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正常发光，内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机也恰能正常工作，求
（1）电路中的电流；
（2）电动机的额定工作电压；
（3）电动机的输出功率．

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡、电阻、电动机串联接入电路，由串联电路特点可知，通过它们的电流相等；
（1）灯泡正常发光，由电功率的变形公式可以求出灯泡的额定电流，即电路电流．
（2）由串联电路特点可以求出电动机额定电压，
（3）由功率公式可以求出电动机的输入功率与热功率，然后求出电动机的输出功率．

解答 解：（1）灯泡的额定电流即为电路中的电流
$I=\frac{P}{U}=\frac{4.5}{3}=1.5A$
（2）电动机的额定工作电压 $U=E-{U}_{灯}^{\;}-I（r+R）$
代入数据：U=20-3-1.5×（1+4）
得U=9.5V            
（3）电动机的输出功率${P}_{出}^{\;}={U}_{电机}^{\;}I-{I}_{\;}^{2}r′$
代入数据：${P}_{出}^{\;}=9.5×1.5-1．{5}_{\;}^{2}×0.5$
得${P}_{出}^{\;}=13.125W$
答：（1）电路中的电流1.5A；
（2）电动机的额定工作电压9.5V；
（3）电动机的输出功率13.125W

点评 电动机是非纯电阻电路，电动机的输出功率等于总功率与热功率之差．