Question

9．一个灯泡L，标有“6V，12W”字样，一台直流电动机D，其线圈电阻为2Ω，把L与D并联，当电动机正常丁作时，灯泡也正常发光．把L与D串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的$\frac{3}{4}$．求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率（假定灯泡电阻保持不变）．

Answer 1

分析 在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I²R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的．

解答 解：电动机与灯泡L并联时，二者都正常工作，说明电动机的额定电压为6V；
串联时，灯泡实际功率是额定功率的$\frac{3}{4}$，为P=9W；
灯泡灯丝电阻：R_L=$\frac{U_额^2}{P_额}=\frac{36}{12}=3Ω$，
则串联时，电流：$I=\sqrt{\frac{P}{R_L}}=\sqrt{\frac{9}{3}}=3$A，
此时电动机正常工作，转化成机械能的功率：P_机=I U_额-I²R_D=4.39W．
答：这台电动机正常工作时转化为机械能的功率为4.39W．

点评 对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．