Question

4．如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L上標(biāo)有“4V，12W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R_M=0.50Ω．若燈泡恰能正常發(fā)光，則：
（1）工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？
（2）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率？
（3）整個(gè)電路消耗的電功率？

Answer 1

分析 （1）由功率公式P=UI變形可求得通過電動(dòng)機(jī)的電流；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得電動(dòng)機(jī)兩端電壓，再由P=UI可求得總功率，根據(jù)P=I²R可求得熱功率，再由能量關(guān)系可求得輸出功率；
（3）電路中消耗的總功率P=UI．

解答 解：（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流等于燈泡的電流I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$，
解得：I=$\frac{12}{4}$=3A  
（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U₁=U-U_L=12-4V=8V
電動(dòng)機(jī)的輸入功率P=U₁I=8×3W=24W 
電動(dòng)機(jī)的熱功率P_熱=I²R_M=9×0.5W=4.5W
則電動(dòng)機(jī)的輸出功率P₂=P-I²R_M=24-4.5W=19.5W．
（3）整個(gè)電路消耗的功率P_總=UI=12×3W=36W．
答：（1）工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是3A；
（2）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為19.5W；
（3）整個(gè)電路消耗的電功率為36W．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道電動(dòng)機(jī)的輸出功率P₂=I²R_M以及知道整個(gè)電路消耗的功率P_總=UI．