Question

20．如图所示，已知电源电动势E=20V，内电阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L和内电阻r_D=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和输出功率？

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，灯泡、电阻、电动机串联接入电路，由串联电路特点可知，通过它们的电流相等．灯泡L和直流电动机都恰能正常工作，则知电路中电流等于灯泡的额定电流，由灯泡的额定功率和额定电压，由P=UI求出电路中的电流大小．
（2）根据串联特点电压的分配关系，由欧姆定律求出电动机的额定电压．由功率公式可求得输出功率．

解答 解：（1）由题，“3V，4.5W”的灯泡L正常发光，则通过灯泡的电流等于额定电流，则电路中的电流大小为 I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{4.5}{3}$A=1.5A．
（2）直流电动机m能正常工作，其两端的电压等于额定电压，则有
U_m=E-I（R+r）-U_L=20-1.5×（4.5+0.5）-3=9.5V
电动机的输出功率P_总=UI-I²r_D=9.5×1.5-（1.5）²×0.5=13.125（W）；
答：（1）电路中的电流强度为1.5A．
（2）电动机的额定工作电压为9.5V．输出功率为13.125W．

点评 本题是简单的直流电路的计算问题，要知道用电器在额定电压下才能正常工作，明确串联电路总电压等于各部分电压之和，分析各个用电器电压和电流的关系是解题的关键．