Question

4．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“4V，12W”字样，电动机线圈的电阻R_M=0.50Ω．若灯泡恰能正常发光，则：
（1）工作时通过电动机的电流是多少？
（2）电动机工作时转化为机械能的功率？
（3）整个电路消耗的电功率？

Answer 1

分析 （1）由功率公式P=UI变形可求得通过电动机的电流；
（2）根据串并联电路的规律可求得电动机两端电压，再由P=UI可求得总功率，根据P=I²R可求得热功率，再由能量关系可求得输出功率；
（3）电路中消耗的总功率P=UI．

解答 解：（1）通过电动机的电流等于灯泡的电流I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$，
解得：I=$\frac{12}{4}$=3A  
（2）电动机两端的电压U₁=U-U_L=12-4V=8V
电动机的输入功率P=U₁I=8×3W=24W 
电动机的热功率P_热=I²R_M=9×0.5W=4.5W
则电动机的输出功率P₂=P-I²R_M=24-4.5W=19.5W．
（3）整个电路消耗的功率P_总=UI=12×3W=36W．
答：（1）工作时通过电动机的电流是3A；
（2）电动机工作时转化为机械能的功率为19.5W；
（3）整个电路消耗的电功率为36W．

点评 解决本题的关键知道电动机的输出功率P₂=I²R_M以及知道整个电路消耗的功率P_总=UI．