Question

11．如图，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω，“3V，4.5W”的灯泡L和内阻R_D=0.5Ω的小型直流电动机D时，灯泡和电动机恰能正常工作，求：
（1）电路中的电流强度
（2）电路的路端电压
（3）电源的总功率
（4）电动机的额定工作电压．

Answer 1

分析 （1）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L和直流电动机都恰能正常工作，则知电路中电流等于灯泡的额定电流，由灯泡的额定功率和额定电压，由P=UI求出电路中的电流大小．
（2）根据闭合电路欧姆定律求电路的路端电压．
（3）由P=EI可以求出电源总功率．
（4）根据串联特点电压的分配关系，由欧姆定律求出电动机的额定电压．

解答 解：（1）由题，“3V，4.5W”的灯泡L正常发光，通过灯泡的电流等于额定电流，则电路中的电流大小为：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{4.5}{3}$A=1.5A．
（2）电路的路端电压为：
U=E-Ir=20-1.5×1=18.5V
（3）电源的总功率为：
P_总=EI=20×1.5=30（W）
（4）直流电动机D能正常工作，其两端的电压等于额定电压，则有：
U_D=E-I（R+r）-U_L=20-1.5×（4+0.5）-3=10.25V
答：（1）电路中的电流强度是1.5A．
（2）电路的路端电压是18.5V．
（3）电源的总功率是30W．
（4）电动机的额定工作电压为10.25V．

点评 本题是简单的直流电路的计算问题，要知道用电器在额定电压下才能正常工作，明确串联电路总电压等于各部分电压之和，分析各个用电器电压和电流的关系是解题的关键．