由小型直流电动机、小灯泡和定值电阻组成的电路如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,定值电阻R=4Ω,小灯泡上标有“3V,4.5W”字样,电动机线圈电阻r′=1Ω,开关闭合时,小灯泡和电动机均恰好正常工作.求:(1)电路中电流强度;(2)电动机的总功率;(3)电动机的输出功率.
问题描述:
由小型直流电动机、小灯泡和定值电阻组成的电路如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,定值电阻R=4Ω,小灯泡上标有“3V,4.5W”字样,电动机线圈电阻r′=1Ω,开关闭合时,小灯泡和电动机均恰好正常工作.求:
(1)电路中电流强度;
(2)电动机的总功率;
(3)电动机的输出功率.
答
解(1)电路中电流 I=
=1.5A PL UL
(2)电动机两端的电压 UM=E-UL-I(R+r)=9.5V
电动机的总功率 P总=UMI=14.25W
(3)电动机线圈热功率 P热=I2r′=2.25W
电动机的输出功率P出=P总-P热=12W
答:(1)电路中电流强度1.5A;
(2)电动机的总功率为14.25W;
(3)电动机的输出功率为12W.
答案解析:(1)以小灯泡为研究,小灯泡是纯电阻电路,根据额定电压和功率求出电路中的电流.
(2)根据欧姆定律求出电动机两端的电压,由公式P=UI求出电动机的总功率P总.
(3)电动机的输出功率是机械功率,根据能量守恒可知P出=P总-P热,P热=I2r′.
考试点:闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.
知识点:当电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路,求电功率只能用P=UI,求电热只能用P=I2R,求机械功率要根据能量守恒得到P机=P总-P热.