Question

物理实验室有一个微型电动机，铭牌上标有“12V 6W”的字样．兴趣小组的同学想让这个电动机正常工作，但手边只有一个电压恒为18V的电源，于是他们找来一个阻值合适的电阻R与之串联后接入电路（如图所示），使小电动机刚好正常工作．
求：
（1）小电动机正常工作时的电流；
（2）整个电路在1分钟的时间内消耗的总电能；
（3）小电动机正常工作时，电阻R消耗的电功率．

Answer 1

分析：（1）电动机正常工作时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；
（2）根据串联电路的电流特点可知电动机正常工作时电路中的电流，根据W=UIt求出电路消耗的总电能；
（3）根据串联电路的电压特点求出电动机正常工作时电阻R两端的电压，根据P=UI求出电阻R消耗的电功率．

解答：解：（1）电动机正常工作时的电压U_M=12V，功率P_M=6W，
由P=UI可得，通过电动机的电流：
I_M=

PM

UL

=

6W

12V

=0.5A；
（2）∵串联电路中各处的电流相等，
∴电动机正常工作时电路中的电流I=I_M=0.5A，
整个电路在1分钟的时间内消耗的总电能：
W=UIt=18V×0.5A×60s=540J；
（3）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴小电动机正常工作时，电阻R两端的电压：
U_R=U-U_M=18V-12V=6V，
电阻R消耗的电功率：
P_R=U_RI=6V×0.5A=3W．
答：（1）小电动机正常工作时的电流为0.5A；
（2）整个电路在1分钟的时间内消耗的总电能为540J；
（3）小电动机正常工作时，电阻R消耗的电功率为3W．

点评：本题考查了串联电路的特点和电功率公式的灵活应用，关键是知道电动机正常工作时的电压和额定电压相等，计算过程要注意U、I同体．