Question

如图所示，已知电源电动势为20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=5Ω时，电路中标有“3V，3W”的灯泡L和内阻r′=1Ω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．
（4）电动机的输出功率．

Answer 1

分析：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；
（1）灯泡正常发光，由电功率的变形公式可以求出灯泡的额定电流，即电路电流．
（2）由串联电路特点可以求出电动机额定电压，由功率公式可以求出电动机的输入功率与热功率，然后求出电动机的输出功率．
（3）由P=EI可以求出电源总功率．

解答：解：（1）灯泡正常发光，电流I=I_L=

PL

UL

=

3

3

=1（A）；
（2）电动机的额定工作电压U_M=E-I（R+r）-U_L1=20-1×（5+1）-3=11（V），
（3）电源的总功率P_总=EI=20×1=20（W）；
（4）电动机的输出功率P_输=U_MI-I²r=11×1-1²×1=10（W）
答：（1）电路中的电流强度为1A．
（2）电动机的额定工作电压为11V．
（3）电源的总功率为20W．
（4）电动机的输出功率为10W．

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′．