Question

如图所示，已知电源电动势ε=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L和内阻r′=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？
（3）电源的总功率？

Answer 1

【答案】分析：（1）以灯泡为研究对象，灯泡在额定电压下正常工作，由额定功率和额定电压求出电流．
（2）正常工作时电动机电路是非纯电阻电路，根据电压的分配关系求出电动机的额定工作电压．
（3）电源的总功率由P=εI求出．
解答：解：（1）串联电路中灯L正常发光，电动机正常工作，则电路中电流强度为灯L的额定电流．
       I===1.5A
   （2）电路中的电动机是非纯电阻电路．
        电路中ε=U_R+U_L+U_r+U_m
       故电动机的额定电压U_m=ε-U_R-U_L-U_r=ε-I（R+R_L+r）=20-1.5×（2+4+1）V=9.5V
  （3）电源总功率P_总=Iε=1.5×20W=30W．
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）电源的总功率为30W．
点评：本题是电路中基本题型．对于电动机正常工作时，是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，其两端电压U＞Ir′．