Question

9．在“測定直流電動機(jī)的效率”的實驗中，我們有以下實驗器材：直流電動機(jī)、電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵、砝碼盤、砝碼若干、刻度尺、停表、彈簧秤、細(xì)繩一根、天平和導(dǎo)線若干．
（1）以上實驗器材中哪些是多余的：
（2）寫出直流電動機(jī)的效率的表達(dá)式：

Answer 1

分析 電動機(jī)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(jī)的電功是總功．要測量有用功，可使重物勻速上升，測量高度，即可求得電動機(jī)克服重力做功；要測量總功，必須測量電動機(jī)兩端的電壓和通過它的電流．根據(jù)實驗的原理和要求選擇器材，確定直流電動機(jī)的效率的表達(dá)式．

解答 解：（1）電動機(jī)效率η等于有用功與總功的比值，有用功為電動機(jī)克服物體重力做的功W_有=mgh，電動機(jī)的電功是總功W_總=UIt．要測量有用功，可使重物勻速上升h，測量高度和物體的質(zhì)量，需要刻度尺，因盛砝碼的小盤和砝碼的質(zhì)量己知，不需要彈簧稱和天平；
要測量總功，必須提供電源，使電動機(jī)能正常工作，再測量電動機(jī)兩端的電壓和通過它的電流，以及提升物體所用的時間t．
故以上實驗器材中彈簧稱和天平是多余的，還需要電源和刻度尺．
（2）電動機(jī)效率η的表達(dá)式為 η=$η=\frac{mgh}{UIt}×100%$
答：（1）以上實驗器材中多余的是彈簧秤和天平；
（2）直流電動機(jī)的效率的表達(dá)式為$η=\frac{mgh}{UIt}×100%$．

點(diǎn)評 此題理解并掌握電動機(jī)效率η的意義，再從原理出發(fā)，設(shè)計測量的電路，選擇所需要的器材．