Question

如圖所示，已知電源電動(dòng)勢E=16V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R=4Ω，小燈泡上標(biāo)有“3V，4.5W”字樣，小型直流電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r；=1Ω，
開關(guān)閉合時(shí)，小燈泡和電動(dòng)機(jī)均恰好正常工作．求：
（1）電路中的電流強(qiáng)度；
（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓；
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

Answer 1

分析：（1）以小燈泡為研究，小燈泡是純電阻電路，根據(jù)額定電壓和功率求出電路中的電流．
（2）根據(jù)歐姆定律求出電動(dòng)機(jī)兩端的電壓．
（3）由公式P=UI求出電動(dòng)機(jī)的總功率P_總．電動(dòng)機(jī)的輸出功率是機(jī)械功率，根據(jù)能量守恒可知P_出=P_總-P_熱，P_熱=I²r′．

解答：解：（1）電路中電流 I=

PL

UL

=

4.5

3

A=1.5A；
（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓 U_M=E-U_L-I（R+r）=[16-3-1.5×（4+1）]V=5.5V；
（3）電動(dòng)機(jī)的總功率 P_總=U_MI=5.5×1.5W=8.25W；
電動(dòng)機(jī)線圈熱功率 P_熱=I²r′=1.5²×1W=2.25W，
電動(dòng)機(jī)的輸出功率 P_輸=P_總-P_熱=8.25W-2.25W=6W；
答：
（1）電路中的電流強(qiáng)度為1.5A；
（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為5.5V；
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率為6W．

點(diǎn)評(píng)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，求電功率只能用P=UI，求電熱只能用P=I²R，求機(jī)械功率要根據(jù)能量守恒得到P_機(jī)=P_總-P_熱．