Question

6．如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻不计，当接入固定电阻R=5Ω时，电路中标有“3V，6W”的灯泡L和内阻R_D=0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：
（1）电路中的电流大小     
（2）电动机的额定电压；
（3）电动机的输出功率．

Answer 1

分析 （1）灯泡L在额定电压下正常发光，此时功率等于额定功率，由功率公式求出灯泡中的电流，即为电路中的电流．
（2）根据闭合电路欧姆定律求解电动机的额定电压．
（3）电动机的输出功率等于输入的电功率与内部发热功率之差，根据能量转化和守恒定律求解电动机的输出功率．

解答 解：（1）灯泡L正常发光，电路中的电流为：I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}=\frac{6}{3}=2A$
（2）由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为：
U_D=E-IR-U_L=20-2×5-3=7V
（3）电动机的总功率为P_总=IU_D=2×7=14W
电动机的热功率为P_热=I²R_D=2²×0.5=2W
所以电动机的输出功率为P_出=P_总-P_热=14-2=12W
答：（1）电路中的电流大小为2A；
（2）电动机的额定电压为7V；
（3）电动机的输出功率为12W．

点评 本题中含有电动机，电动机正常工作时的电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，难度不大，属于基础题．