Question

你肯定見過(guò)，風(fēng)扇通電后的轉(zhuǎn)速是由慢逐漸變快的，那么你猜在這個(gè)過(guò)程中，通過(guò)風(fēng)扇內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)不會(huì)變化呢？如果轉(zhuǎn)動(dòng)中的風(fēng)扇因?yàn)槭艿阶璧K而停止，通過(guò)風(fēng)扇內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電流又會(huì)如何變化呢？會(huì)帶來(lái)什么后果呢？如圖1，把一個(gè)玩具電動(dòng)機(jī)、一個(gè)小燈泡和電池串聯(lián)起來(lái)，接通電路后，電動(dòng)機(jī)便開始由慢到快轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，這時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)剛通電時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速還較慢，燈泡最亮，而隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變快，燈泡則逐漸變暗了．且當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)得最快時(shí)，燈泡也最暗，怎么樣，你一定覺得很新奇有趣吧？那么現(xiàn)在讓我們一起來(lái)動(dòng)動(dòng)腦筋，請(qǐng)你根據(jù)上述現(xiàn)象分析回答下列問(wèn)題：

（1）在圖1所示的電路中，如果用手指捏住玩具電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸使其轉(zhuǎn)動(dòng)變慢最后完全停下來(lái)，燈泡的亮度將

變亮

，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流將

變大

．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）家用電風(fēng)扇的主要部分就是電動(dòng)機(jī)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)中的電風(fēng)扇受到外物阻礙，（如有衣服被吸到扇葉上）而無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生，請(qǐng)你簡(jiǎn)要分析其中的原因．
（3）小李有一輛玩具電動(dòng)汽車，由于故障無(wú)法行駛，于是小李將玩具中的電機(jī)拆下后接入如圖2所示的電路中．電源的電壓不變，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電流表的示數(shù)為2A；然后小李斷開開關(guān)維修電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)又讀出電流表的讀數(shù)為0.2A．則該玩具電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為

90%

．

Answer 1

分析：（1）燈泡的亮度可以直接觀察，因通過(guò)燈泡的電流越大，亮度越亮，所以可以根據(jù)燈泡的亮度判斷電流的大小；
（2）家用電風(fēng)扇的主要部分就是電動(dòng)機(jī)，我們應(yīng)知道電動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)造是線圈．
（3）根據(jù)歐姆定律求出電動(dòng)機(jī)的電阻，即R=

U

2A

，再根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式η=

W有

W總

=

P有

P總

=

P總-P有

P總

=

I1U-I12R

I1U

即可求出，答案一致的選項(xiàng)為正確答案．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到：剛通電時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速還較慢，燈泡最亮；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變快，燈泡則變暗；
可知：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢最后完全停下來(lái)，燈泡亮度會(huì)變亮，表明電路中的電流變大．
（2）如果轉(zhuǎn)動(dòng)中的電風(fēng)扇受到外物阻礙，而無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇，停轉(zhuǎn)后，由于電動(dòng)機(jī)接入電路的是線圈，線圈的電阻不變，所以電流會(huì)增大，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt知，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電熱會(huì)大幅度增加，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)；
（3）電動(dòng)機(jī)的電阻可表示為R=

U

2A

；
η=

W有

W總

=

P有

P總

=

P總-P額

P總

=

I1U-I12R

I1U

=

0.2A×U-(0.2A)2× U 2A

0.2A×U

=90%；
故答案為：（1）變亮；變大；（2）如果轉(zhuǎn)動(dòng)中的電風(fēng)扇受到外物阻礙，而無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇，停轉(zhuǎn)后，由于電動(dòng)機(jī)接入電路的是線圈，線圈的電阻不變，所以電流會(huì)增大，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt知，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電熱會(huì)大幅度增加，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)；
（3）90%．

點(diǎn)評(píng)：會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律，會(huì)利用能量利用效率以及電功率之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算效率問(wèn)題．