Question

5．如图所示，已知电源提供20V的稳定电压，当接入固定电阻R=5Ω时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L和线圈电阻r′=0.5Ω的小型直流电动机恰好都能正常工作，求：
（1）电路中的电流强度？
（2）电动机的额定工作电压？
（3）电动机的发热功率？
（4）电动机的机械功率？

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；
（3）根据P=I²r′求解热功率；
（4）电动机机械功率等于电动机输入功率减去热功率．

解答 解：（1）电路中的电流强度$I=\frac{P}{U}=\frac{4.5W}{3V}=1.5A$，
（2）电动机的额定工作电压U_m=U-U_灯1-IR=20-3-1.5×5=9.5V，
（3）电动机发热功率${P_1}={I^2}r={1.5^2}×0.5=1.125W$，
（4）电动机机械功率P=U_mI-P₁=9.5×1.5W-1.125=13.125W
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；
（3）电动机的发热功率为1.125W；
（4）电动机的机械功率为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．