Question

如图所示，已知电源电动势ε=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L和内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作，求：
（1）电路中的电流强度？
（2）电动机的额定工作电压？
（3）电源的总功率和电动机的输出功率？

Answer 1

解：（1）串联电路中灯L正常发光，电动机正常工作，所以电路中电流强度为灯L的额定电流
灯L的电阻
灯L的额定电流为
电路中电流强度I＝1.5A
（2）电路中的电动机是非纯电阻电路。根据能量守恒，电路中
ε=U_R+U_L+U_r+U_m
U_m=ε－U_R－U_L－U_r＝ε－I(R+R_L+r)=20－1.5×(2＋4＋1)=9.5V
（3）电源总功率P_总=Iε=1.5×20=30W
电动机的输出功率P＇＝1.5×9.5－1.5²×0.5＝13.125Ｗ