Question

1．某學習小組用圖示實驗來研究電動機提重物的效率．
①根據(jù)電路圖（圖1）完成實物圖（圖2）的連線，在電路圖中，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移到右端（填“左端”、“正中”或“右端”）

②實驗測得電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，將重力為mg的重物勻速上提h的時間為t，則計算電動機效率的表達式為η₁=$\frac{{mg{h_{\;}}}}{UIt}$×100%
③設電動機兩端電壓為U，通過的電流為I，電動機線圈電阻為r，則從理論上計算電動機的效率η₂=$\frac{{UI-{I^2}{r_{\;}}}}{UI}$；
④學習小組通過實驗發(fā)現(xiàn)η₁總小于η₂，原因是電動機轉軸存在摩擦阻力（或者空氣阻力）．

Answer 1

分析 （1）對照電路圖，連接實物圖；并為了保證安全應明確滑片的位置；
（2）電動機效率η等于有用功與總功的比值，有用功為克服物體重力做的功，電動機的電功是總功．
（3）電動機的輸出功率是機械功率，根據(jù)電機功率公式可明確理論效率值；
（4）根據(jù)誤差現(xiàn)象進行分析，明確誤差原因．

解答 解：①根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖；
由圖可知，滑動變阻器右半部分為測量電路供電，開始時應使測量部分電壓為零；故滑片應在右端；
②由效率公式可知：電動機效率η的表達式為$η=\frac{mgh}{UIt}×100%$，
③電動機的總功率為UI，輸出功率為UI-I2r
故效率的理論值為：$\frac{{UI-{I^2}{r_{\;}}}}{UI}$
④η₁總小于η₂原因是電動機轉軸存在摩擦阻力；
故答案為：①如圖所示；右端； ②$\frac{{mg{h_{\;}}}}{UIt}$×100%；③$\frac{{UI-{I^2}{r_{\;}}}}{UI}$；④電動機轉軸存在摩擦阻力（或者空氣阻力）

點評 本題中連接實物圖是應培養(yǎng)的基本功．要掌握電動機效率η的意義．當電動機不轉動時，其電路是純電阻電路，歐姆定律仍成立．