Question

5．如圖所示，已知電源提供20V的穩(wěn)定電壓，當(dāng)接入固定電阻R=5Ω時(shí)，電路中標(biāo)有“3V 4.5W”的燈泡L和線圈電阻r′=0.5Ω的小型直流電動(dòng)機(jī)恰好都能正常工作，求：
（1）電路中的電流強(qiáng)度？
（2）電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓？
（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率？
（4）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，燈泡、電阻、電動(dòng)機(jī)串聯(lián)接入電路，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，通過(guò)它們的電流相等．燈泡L和直流電動(dòng)機(jī)都恰能正常工作，則知電路中電流等于燈泡的額定電流，由燈泡的額定功率和額定電壓，由P=UI求出電路中的電流大��；
（2）根據(jù)串聯(lián)特點(diǎn)電壓的分配關(guān)系，由歐姆定律求出電動(dòng)機(jī)的額定電壓；
（3）根據(jù)P=I²r′求解熱功率；
（4）電動(dòng)機(jī)機(jī)械功率等于電動(dòng)機(jī)輸入功率減去熱功率．

解答 解：（1）電路中的電流強(qiáng)度$I=\frac{P}{U}=\frac{4.5W}{3V}=1.5A$，
（2）電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓U_m=U-U_燈1-IR=20-3-1.5×5=9.5V，
（3）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率${P_1}={I^2}r={1.5^2}×0.5=1.125W$，
（4）電動(dòng)機(jī)機(jī)械功率P=U_mI-P₁=9.5×1.5W-1.125=13.125W
答：（1）電路中的電流強(qiáng)度為1.5A；
（2）電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓為9.5V；
（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為1.125W；
（4）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為13.125W．

點(diǎn)評(píng) 本題是簡(jiǎn)單的直流電路的計(jì)算問(wèn)題，要知道用電器在額定電壓下才能正常工作，明確串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，分析各個(gè)用電器電壓和電流的關(guān)系是解題的關(guān)鍵．