Question

2．如图，灯泡D与电动机M中串联在一个稳压电源上，电源的输出电压为U=20V，灯泡D的电阻为R_D=6Ω，电动机M线圈的电阻为R_M=2Ω，与电动机并联的理想电压表读数为U_M=14V．电动机的转轴的摩擦可忽略，求：
（1）通过灯泡的电流I=？
（2）电动机M线圈的发热功率P_Q=？
（3）电动机M输出的机械功率P_机=？

Answer 1

分析 （1）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，而灯泡D是纯电阻，可以对灯泡D，运用用欧姆定律求电路中的电流．
（2）发热功率根据P_Q=I²R_M即可求解；
（3）电动机M输出的机械功率P_机=P_M-P_热．

解答 解：（1）灯两端的电压为${U}_{D}^{\;}=U-{U}_{M}^{\;}=20-14=6V$
所以通过灯泡的电流为$I=\frac{{U}_{D}^{\;}}{{I}_{D}^{\;}}=\frac{6}{6}A=1A$
（2）电动机M线圈的发热功率${P}_{Q}^{\;}={I}_{\;}^{2}{R}_{M}^{\;}={1}_{\;}^{2}×2W=2W$
（3）电动机M消耗的电功率为${P}_{M}^{\;}=UI=14×1=14W$
输出的机械功率${P}_{机}^{\;}={P}_{M}^{\;}-{P}_{Q}^{\;}=14-2=12W$
答：（1）通过灯泡的电流I为1A
（2）电动机M线圈的发热功率${P}_{Q}^{\;}$为2W
（3）电动机M输出的机械功率${P}_{机}^{\;}$为12W

点评 本题切入点在于根据闭合电路欧姆定律求解干路电流，突破口在于根据电功率表达式列式求解，注意电动机是非纯电阻电路．