Question

一个电源、一台电动机和一个小灯泡串联组成一个闭合回路．已知电源内阻r₀=2.0Ω，电动机的额定电功率P₁=6.0W、电枢线圈的内阻r=4.0Ω，小灯泡的额定功率P₂=l.5W，额定电压U=3.0V．闭合电键后，电动机和小灯泡刚好都能正常工作．求：
（1）电动机两端的电压U₁；
（2）电源的电动势E；
（3）电动机的输出功率P_出．

Answer 1

分析：由电路图可知，电动机与灯泡串联，由串联电路特点可知，通过它们的电流相等；
（1）由电功率的变形公式可以求出灯泡额定电流，电动机和灯泡正常工作，电路电流等于灯泡额定电流，然后电功率变形公式求出电动机两端电压．
（2）由闭合电路欧姆定律可以求出电源电动势．
（3）求出电动机热功率，然后求出电动机输出功率．

解答：解：（1）电灯额定电流I=

P2

U

=

1.5W

3V

=0.5A，
电动机两端电压U₁=

P1

I

=

6W

0.5A

=12V；
（2）电源电动势E=U₁+U+Ir₀=12V+3V+0.5A×2Ω=16V；
（3）电动机的输出功率：P_出=P₁-I²r=6-0.5²×4=5W；
答：（1）电动机两端的电压为12V；
（2）电源的电动势为16V；
（3）电动机的输出功率为5W．

点评：电动机是非纯电阻电路，总功率等于热功率与输出功率之和．