Question

如圖所示是某太陽能電動汽車的電路簡化圖，由太陽能電池給電動機(jī)提供動力，通過一個調(diào)速電阻改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速．已知，太陽能電池電壓600V保持不變，調(diào)速電阻的最大阻值10Ω，閉合開關(guān)，求：
（1）當(dāng)滑片P在最左端時，電動機(jī)的功率是18kW，此時電流表的示數(shù)為多大？
（2）當(dāng)滑片P在最右端時，電壓表示數(shù)為500V，通過調(diào)速電阻的電流為多大？
（3）當(dāng)滑片P在最右端時，電動機(jī)的能量利用率是多少？
（電動機(jī)能量利用率：電動機(jī)消耗的功率與電源輸出總功率的百分比，公式：η=）

Answer 1

【答案】分析：（1）通過對滑片P在最左端時的電路圖的分析，確定此時電動機(jī)兩端的電壓，然后利用電功率的計算公式可以求出此時通過電動機(jī)的電流．
（2）通過對滑片P位于最右端時電路圖的分析，確定電路的連接方式：串聯(lián)，然后利用串聯(lián)電路電壓的特點求出滑動變阻器兩端的電壓，結(jié)合滑動變阻器的最大阻值，利用歐姆定律求出通過它的電流，從而得到通過電動機(jī)的電流．
（3）根據(jù)題目的提示，要求電動機(jī)的效率，就要求出電源的輸出功率和電動機(jī)的功率．電源的輸出功率等于電源電壓乘以電路中的電流；電動機(jī)此時的功率可以用公式P=UI求得．
解答：解：（1）如圖所示，當(dāng)滑片在最左端時，只有電動機(jī)接入電路，
根據(jù)P=UI，
變形得：I===30A．
（2）當(dāng)滑片在最右端時，調(diào)速電阻全部接入電路，與電動機(jī)串聯(lián)，電動機(jī)兩端電壓U_M=500V，
所以，調(diào)速電阻兩端電壓：U_R=U-U_M=600V-500V=100 V，
電路中的電流：I=I_M=I_R===10A．
（3）當(dāng)滑片在最右端時，電源輸出功率為：P_總=UI=600V×10A=6000W；
電動機(jī)消耗的功率為：P_M=U_MI_M=500V×10A=5000W；
電動機(jī)能量利用率：η=×100%=×100%≈83.3%．
答：（1）電流表的示數(shù)為30A；（2）通過調(diào)速電阻的電流為10A；（3）電動機(jī)的能量利用率是83.3%．
點評：滑片P的移動，使電路的連接方式發(fā)生了改變，明確前后兩次電路的連接方式是解決此題的關(guān)鍵．