Question

6．如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=2Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，闭合开关S，电路中标有“3V  4.5W”的灯泡L和内阻r_D=0.8Ω的小型直流电动机D恰能正常工作，求：
（1）电路中的电流强度    
（2）电动机的额定电压
（3）电动机的输出功率．

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡、电阻、电动机串联接入电路，由串联电路特点可知，通过它们的电流相等；灯泡正常发光，由电功率的变形公式可以求出灯泡的额定电流，即电路电流．由串联电路特点可以求出电动机额定电压，由功率公式可以求出电动机的输入功率与热功率，然后求出电动机的输出功率即电动机的机械功率．

解答 解：（1）灯泡正常发光，电路流I=I_L=$\frac{P}{U}=\frac{4.5}{3}A=1.5A$；
（2）电动机的额定工作电压U_M=E-I（R+r）-U_L=20-1.5×（4+1）-3=9.5V，
电动机的输入功率P_入=U_MI=9.5×1.5W=14.25W
（3）电动机的机械功率P_机=P_入-I²r=14.25-1.5²×0.5W=13.125W
答：（1）电路中的电流强度为1.5A；
（2）电动机的输入功率为14.25W；
（3）电动机的输出的功率为13.125W．

点评 本题考查功率公式的应用，要注意明确电动机是非纯电阻电路，电动机的输出功率等于总功率与热功率之差．