Question

17．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=1Ω，小燈泡L標(biāo)有“4V 4W”字樣，當(dāng)變阻器的阻值R=1Ω時(shí)，電燈和電動(dòng)機(jī)均能正常工作，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率為75%．求：
（1）電動(dòng)機(jī)的額定電壓U_M；
（2）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R_M．

Answer 1

分析 （1）燈泡額定電壓為4V，額定功率為4W，由電功率變形公式可以求出燈泡額定電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出電動(dòng)機(jī)兩端電壓．
（2）由功率公式求出電動(dòng)機(jī)輸入功率與熱功率，然后根據(jù)電動(dòng)機(jī)的斜率即可求出電動(dòng)機(jī)的電阻值．

解答 解：（1）燈泡正常工作，電路電流I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}=\frac{4}{4}=1$A，
電動(dòng)機(jī)兩端電壓U_M=E-Ir-IR-U_L=10-1×1-1×1-4=4V；
（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率P_M=U_MI=4×1=4W，
熱功率P_Q=P_M×（1-75%）=1W，
又：${P}_{Q}={I}^{2}{R}_{M}$
所以：${R}_{M}=\frac{{P}_{Q}}{{I}^{2}}=\frac{1}{1}=1$Ω；
答：（1）電動(dòng)機(jī)的額定電壓是 4V；
（2）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是1Ω．

點(diǎn)評(píng) 該題中要注意的是，電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)的總功率等于熱功率與輸出功率（機(jī)械功率）之和．