Question

19．研究電動機的特性時，將電動機接成如圖所示電路．電源電動勢E=20V，內阻r=lΩ，當接入固定電阻R=4Ω時，電路中標有“3V，6W”的燈泡L和內阻R_D=0.5Ω的小型直流電動機D都恰能正常工作．試求：
（1）電路中的電流大小；
（2）電動機的額定電壓；
（3）電動機的輸出功率．

Answer 1

分析 （1）對燈泡研究：燈泡是純電阻電路，由額定電壓和功率求出電路中的電流強度．
（2）由電壓的分配求出電動機兩端的電壓，由公式P=UI求出電動機的總功率．
（3）根據(jù)能量轉化與守恒，得到電動機的機械功率P_機=P_總-P_熱=UI-I₂r，求解．

解答 解：（1）因為燈泡L正常工作，故有：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{6}{3}$=2A
（2）電動機兩端的電壓為：U_M=E-I（r+R）-U_L=20-2×（1+4）-3=7（V）
電動機的總功率為：P_M=U_MI=7×2=14（W）
（3）P_出=P_M-I²r=14-4×0.5=12W
答：（1）電路中的電流強度為2A；
（2）電動機的總功率為14W；
（3）電動機的機械功率為12W．

點評 電動機正常工作時的電路是典型的非純電阻電路，下面三種公式不再通用：P=UI=I²R=$\frac{{U}^{2}}{R}$．