Question

20．如圖所示是一個(gè)玩具汽車上的控制電路，小明對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和研究發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1Ω，保護(hù)電阻R為4Ω，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，兩電壓表的示數(shù)分別為6伏和2伏，則電路中的電流為0.5安，電動(dòng)機(jī)的功率為2瓦．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為1.75瓦，電動(dòng)機(jī)的效率為87.5%．

Answer 1

分析 分析電路圖，電動(dòng)機(jī)和電阻R串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)量的是電源電壓，電壓表V₂測(cè)量的是電阻R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求電路中的電流，再根據(jù)P=UI求電動(dòng)機(jī)的電功率．
由電功率公式求出線圈熱功率，然后求出機(jī)械功率．機(jī)械功率與電動(dòng)機(jī)功率只比即為電動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：如圖，電動(dòng)機(jī)和電阻R串聯(lián)，
因?yàn)閁_R=2V，U=6V，
所以U_M=U-U_R=6V-2V=4V，
電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{4Ω}$=0.5A，
電動(dòng)機(jī)的功率：
P=U_MI=4V×0.5A=2W．
電動(dòng)機(jī)線圈消耗的熱功率：P_熱=I²r=（0.5A）²×1Ω=0.25W，
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率：P_機(jī)=P_M-P_熱=2W-0.25W=1.75W；
電動(dòng)機(jī)的效率η=$\frac{{P}_{機(jī)}}{P}$=$\frac{1.75W}{2W}$×100%=87.5%．
故答案為：0.5；2；1.75；87.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)歐姆定律、電功率公式的掌握和運(yùn)用，注意電動(dòng)機(jī)不是純電阻用電器．分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律及電功率公式是正確解題的關(guān)鍵．