Question

如图所示，已知电源电动势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）电动机的热功率
（3）电动机的额定电压；
（4）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；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．由串联电路特点可以求出电动机额定电压，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L正常发光，电路中的电流为I=

PL

UL

=

6

3

=2A
（2）电动机的热功率为P_热=I²R_D=2²×0.5=2W
（3）由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为U_D=E-I（r+R）-U_L=20-2×（1+4）-3=7V
（4）电动机的总功率为P_总=IU_D=2×7=14W     
电动机机的热功率为P_热=I²R_D=2²×0.5=2W
则电动机的输出功率为P_出=P_总-P_热=12W
答：（1）电路中的电流大小为2A；（2）电动机的热功率为2W；（3）电动机的额定电压为7V；（4）电动机的输出功率为12W．

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．