Question

物理實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)微型電動(dòng)機(jī)，銘牌上標(biāo)有“12V 6W”的字樣．興趣小組的同學(xué)想讓這個(gè)電動(dòng)機(jī)正常工作，但手邊只有一個(gè)電壓恒為18V的電源，于是他們找來一個(gè)阻值合適的電阻R與之串聯(lián)后接入電路（如圖所示），使小電動(dòng)機(jī)剛好正常工作．
求：
（1）小電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流；
（2）整個(gè)電路在1分鐘的時(shí)間內(nèi)消耗的總電能；
（3）小電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電阻R消耗的電功率．

Answer 1

分析：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時(shí)的電流；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流，根據(jù)W=UIt求出電路消耗的總電能；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電阻R兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出電阻R消耗的電功率．

解答：解：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電壓U_M=12V，功率P_M=6W，
由P=UI可得，通過電動(dòng)機(jī)的電流：
I_M=

PM

UL

=

6W

12V

=0.5A；
（2）∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流I=I_M=0.5A，
整個(gè)電路在1分鐘的時(shí)間內(nèi)消耗的總電能：
W=UIt=18V×0.5A×60s=540J；
（3）∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴小電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，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(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流為0.5A；
（2）整個(gè)電路在1分鐘的時(shí)間內(nèi)消耗的總電能為540J；
（3）小電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電阻R消耗的電功率為3W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是知道電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等，計(jì)算過程要注意U、I同體．