Question

19．研究電動(dòng)機(jī)的特性時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接成如圖所示電路．電源電動(dòng)勢(shì)E=20V，內(nèi)阻r=lΩ，當(dāng)接入固定電阻R=4Ω時(shí)，電路中標(biāo)有“3V，6W”的燈泡L和內(nèi)阻R_D=0.5Ω的小型直流電動(dòng)機(jī)D都恰能正常工作．試求：
（1）電路中的電流大�。�
（2）電動(dòng)機(jī)的額定電壓；
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

Answer 1

分析 （1）對(duì)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(qiáng)度．
（2）由電壓的分配求出電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，由公式P=UI求出電動(dòng)機(jī)的總功率．
（3）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒，得到電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P_機(jī)=P_總-P_熱=UI-I₂r，求解．

解答 解：（1）因?yàn)闊襞軱正常工作，故有：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{6}{3}$=2A
（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為：U_M=E-I（r+R）-U_L=20-2×（1+4）-3=7（V）
電動(dòng)機(jī)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(qiáng)度為2A；
（2）電動(dòng)機(jī)的總功率為14W；
（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為12W．

點(diǎn)評(píng) 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)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=$\frac{{U}^{2}}{R}$．