Question

有一電動(dòng)機(jī)，其銘牌上標(biāo)有“100V、50W”，當(dāng)給此電動(dòng)機(jī)接上100V的電源使其正常工作時(shí)，測得它可以將重為10N的物體以4m/s的豎直速度勻速提起，試問：
（1）此電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為多大？
（2）為了讓此電動(dòng)機(jī)和一個(gè)“100V、40W”的白熾燈泡L在一個(gè)輸出電壓為200V的電源帶動(dòng)下都能正常工作，有人設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，請(qǐng)計(jì)算電路中的附加電阻R的阻值．

Answer 1

分析：（1）電源使其正常工作時(shí)，測得它可以將重為10N的物體以4m/s的豎直速度勻速提起，由此可得電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，進(jìn)而可知發(fā)熱功率；由歐姆定律可得正常工作時(shí)的電流，由焦耳定律可得電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻．
（2）由白熾燈的額定電壓和額定功率，可得額定電流，由此可以確定分流電阻需要分的電流，由歐姆定律可得分流電阻的電阻值．

解答：解：
（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的機(jī)械功率為：
P_機(jī)=Gv=10×4W=40W；
所以其正常工作發(fā)熱功率為：
P_熱=P-P_機(jī)=50-40=10W；
正常工作電流為：
I=

P

U

=

50

100

A=0.5A；
根據(jù)焦耳定律：
P_熱=I² r
根據(jù)以上可得電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻：
r=

10

0．52

Ω=40Ω；
（2）白熾燈泡正常工作時(shí)的電流為：
I_L=

PL

UL

=

40

100

A=0.4A；
所以分流電阻R上應(yīng)流過的電流為
I_R=I-I_L=0.5-0.4=0.1A；
根據(jù)歐姆定律，分流電阻R的阻值應(yīng)為
R=

U

IR

=

100

0.1

Ω=1000Ω；
答：（1）此電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為40Ω．
（2）為了讓此電動(dòng)機(jī)和一個(gè)“100V、40W”的白熾燈泡L在一個(gè)輸出電壓為200V的電源帶動(dòng)下都能正常工作，電路中的附加電阻R的阻值為1000Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是對(duì)于電動(dòng)機(jī)的處理，這是種非電阻元件，其發(fā)熱功率只能用P_熱=I²r來計(jì)算．