Question

物理實驗室有一個微型電動機，銘牌上標有“12V 6W”的字樣．興趣小組的同學想讓這個電動機正常工作，但手邊只有一個電壓恒為18V的電源，于是他們找來一個阻值合適的電阻R與之串聯后接入電路（如圖所示），使小電動機剛好正常工作．
求：
（1）小電動機正常工作時的電流；
（2）整個電路在1分鐘的時間內消耗的總電能；
（3）小電動機正常工作時，電阻R消耗的電功率．

Answer 1

分析：（1）電動機正常工作時的電壓和額定電壓相等，根據P=UI求出正常工作時的電流；
（2）根據串聯電路的電流特點可知電動機正常工作時電路中的電流，根據W=UIt求出電路消耗的總電能；
（3）根據串聯電路的電壓特點求出電動機正常工作時電阻R兩端的電壓，根據P=UI求出電阻R消耗的電功率．

解答：解：（1）電動機正常工作時的電壓U_M=12V，功率P_M=6W，
由P=UI可得，通過電動機的電流：
I_M=

PM

UL

=

6W

12V

=0.5A；
（2）∵串聯電路中各處的電流相等，
∴電動機正常工作時電路中的電流I=I_M=0.5A，
整個電路在1分鐘的時間內消耗的總電能：
W=UIt=18V×0.5A×60s=540J；
（3）∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴小電動機正常工作時，電阻R兩端的電壓：
U_R=U-U_M=18V-12V=6V，
電阻R消耗的電功率：
P_R=U_RI=6V×0.5A=3W．
答：（1）小電動機正常工作時的電流為0.5A；
（2）整個電路在1分鐘的時間內消耗的總電能為540J；
（3）小電動機正常工作時，電阻R消耗的電功率為3W．

點評：本題考查了串聯電路的特點和電功率公式的靈活應用，關鍵是知道電動機正常工作時的電壓和額定電壓相等，計算過程要注意U、I同體．