Question

12．如圖所示，電源電壓為9V且保持不變，當(dāng)接入定值電阻R=4Ω時，電路中的燈泡L（4V，2W）和線圈電阻為R₁=0.5Ω的電動機(jī)均能正常工作，試求：
（1）電路中電流的大�。�
（2）電動機(jī)的額定電壓．
（3）電動機(jī)的輸出功率．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流；
（2）根據(jù)歐姆定律求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電動機(jī)兩端的電壓，即為額定電壓；
（3）根據(jù)P=UI求出電動機(jī)消耗的電功率，根據(jù)P=I²R求出線圈電阻產(chǎn)生的熱功率，兩者的差值即為電動機(jī)的輸出功率．

解答 解：（1）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡L正常發(fā)光，
所以，由P=UI可知，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{2W}{4V}$=0.5A；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R兩端的電壓：
U_R=IR=0.5A×4Ω=2V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電動機(jī)正常發(fā)光時的電壓即額定電壓：
U_M=U-U_L-U_R=9V-4V-2V=3V；
（3）電動機(jī)的總功率：
P_M=U_MI=3V×0.5A=1.5W；
電動機(jī)的熱功率：
P_熱=I²R₁=（0.5A）²×0.5Ω=0.125W，
所以電動機(jī)的輸出功率：
P_輸出=P_M-P_熱=1.5W-0.125W=1.375W．
答：（1）電路中的電流大小為0.5A；
（2）電動機(jī)的額定電壓為3V；
（3）電動機(jī)的輸出功率為1.375W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的綜合應(yīng)用，要注意電動機(jī)是非純電阻用電器，歐姆定律不適用．