Question

有一電動機，其銘牌上標有“100V、50W”，當給此電動機接上100V的電源使其正常工作時，測得它可以將重為10N的物體以4m/s的豎直速度勻速提起，試問：
（1）此電動機的線圈電阻為多大？
（2）為了讓此電動機和一個“100V、40W”的白熾燈泡L在一個輸出電壓為200V的電源帶動下都能正常工作，有人設計了如圖所示的電路，請計算電路中的附加電阻R的阻值．

Answer 1

分析：（1）電源使其正常工作時，測得它可以將重為10N的物體以4m/s的豎直速度勻速提起，由此可得電動機的機械功率，進而可知發(fā)熱功率；由歐姆定律可得正常工作時的電流，由焦耳定律可得電動機的內阻．
（2）由白熾燈的額定電壓和額定功率，可得額定電流，由此可以確定分流電阻需要分的電流，由歐姆定律可得分流電阻的電阻值．

解答：解：
（1）電動機正常工作時輸出的機械功率為：
P_機=Gv=10×4W=40W；
所以其正常工作發(fā)熱功率為：
P_熱=P-P_機=50-40=10W；
正常工作電流為：
I=

P

U

=

50

100

A=0.5A；
根據(jù)焦耳定律：
P_熱=I² r
根據(jù)以上可得電動機內阻：
r=

10

0．52

Ω=40Ω；
（2）白熾燈泡正常工作時的電流為：
I_L=

PL

UL

=

40

100

A=0.4A；
所以分流電阻R上應流過的電流為
I_R=I-I_L=0.5-0.4=0.1A；
根據(jù)歐姆定律，分流電阻R的阻值應為
R=

U

IR

=

100

0.1

Ω=1000Ω；
答：（1）此電動機的線圈電阻為40Ω．
（2）為了讓此電動機和一個“100V、40W”的白熾燈泡L在一個輸出電壓為200V的電源帶動下都能正常工作，電路中的附加電阻R的阻值為1000Ω．

點評：本題關鍵是對于電動機的處理，這是種非電阻元件，其發(fā)熱功率只能用P_熱=I²r來計算．