Question

已知电源电动势E=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；（2）电动机的额定工作电压； （3）电源的总功率。
第二问为什么不能直接用电流乘电动机内阻？？？

Answer 1

(1) I=P/U=4.5W/3V=1.5A
(2)电源电动势分成四部分，内阻消耗一部分，电阻消耗一部分，灯泡消耗一部分，然后才是电动机，因此有U4=E-U1-U2-U3=E-Ir-IR-U3=20V-1.5V-6V-3V=9.5V
(3)P=IE=1.5Ax20V=30W

电动机是把电能转化成机械能的装置，不是纯电阻电路，欧姆定律不成立，因此不能用U=IR

纯电阻电路是指把电能完全转化为内能的装置。

Answer 2

根据电灯数据
I=P/U
=4.5/3
=1.5A
由此可知电源内如的电压
U内=Ir
=1.5*1
=1.5V
路端电压
U端=E-U内
=20-1.5
=18.5V
则电机的电压
U电机=U端-U灯
=18.5-3
=15.5V
电源功率
P总=IE
=1.5*20
=30W
第二问：电动机所消耗的能量大部分转化成机械能，只有很小的能量消耗在电动机电阻上

Answer 3

1.“3V 4.5W”的灯泡L恰好正常工作，所以电路中的电流为： I = P/U = 4。5/3 = 1。5 A
2。电动机的工作电压 U1 = 20 - （1+4）* 1。5 - 3 = 9。5 V
3。电源的总功率 P1 = E * I = 20 * 1。5 = 30 W
第二问为什么不能直接用电流乘电动机内阻？？？
因为电机工作时，线圈在磁场中旋转，还会产生一个反电动势。

Answer 4

欧姆定律对非纯电阻电路不适用，电动机就是非纯电阻元件。
1 灯泡正常I=4.5\3=1.5A
2 灯内阻2欧，分压3V，电源内阻分压1.5V，其余都分给电动机，U=15.5V
3 总功率P=EI=30W