题目内容
14.研究小组要测定某直流电动机正常工作时的机械功率,电动机铭牌上只有额定电压为10V,其它字迹不清楚.现实验室提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器(阻值较小)、备用蓄电池,开关、若干导线、细线、重物.(1)小组成员设计如图甲、乙两个测量电路,其中比较合理的是乙(填写“甲”或“乙”)图.
(2)根据选取的电路图完成丙图中用电动机提升重物的实物电路连接.
(3)闭合电键前应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最左(填“左”或“右”)端.闭合电键后移动滑动变阻器,使电压表和电流表都有明显的示数,但电动机并未转动,读出此时电压表和电流表的示数分別为2.0V、1.0A.继续移动滑动变阻器的滑片,将电压表的示数调为10.0V,这时电流表的示数为0.4A.设电动机内阻不随温度变化,此时电动机输出的机械功率为3.7W,若重物重为8N,当重物匀速上升时速度大小为0.64m/s.(结果均保留两位有效数字)
分析 (1)测电动机的效率实验,需要测出电动机的内阻,即电动机通电后不能正常工作,电动机不转时的电流与电压,然后求出电动机内阻;然后求出电动机正常工作时的电压与电流,因此电压表与电流表的示数变化范围较大,据此选择实验电路.
(2)根据电路图连接实物电路图.
(3)滑动变阻器采用分压接法时,为保护电路在闭合开关前滑片要置于分压电路分压为零的位置;根据电压与电流应用电功率公式P=UI求出功率,应用P=Fv求出重物的速度.
解答 解:(1)实验要求电压表与电流表的示数变化范围较大,滑动变阻器应采用分压接法,故选择图乙所示电路.
(2)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
(3)滑动变阻器采用分压接法,为保护电路,闭合电键前应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最左端.
闭合电键后移动滑动变阻器,电动机并未转动,读出此时电压表和电流表的示数分別为2.0V、1.0A,电动机内阻为:r=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.0V}{1.0A}$=2Ω.
电动机在额定电压10.0V下正常工作,此时电流表的示数为0.4A,电动机的总功率为:P=UI=10.0×0.4=4W,
电动机的热功率:P热=I2r=0.42×2=0.32W,
此时电动机输出的机械功率:P机械=P-P热=4-0.32=3.68W≈3.7W,
P机械=Fv=Gv,重物匀速上升时的速度大小:v=$\frac{{P}_{机械}}{G}$=$\frac{3.7}{8}$≈0.46m/s.
故答案为:(1)乙;(2)电路图如图所示;(3)3.7;0.64.
点评 电动机的总功率等于机械功率与热功率之和,根据题意应用欧姆定律求出电动机的内阻,然后应用功率公式求出电动机的热功率,然后可以求出电动机的机械功率;应用P=Fv可以求出物体的速度.
A. | 第一个2 s内和第二个2s内的速度方向相反 | |
B. | 第一个2 s内和第二个2s内的加速度方向相反 | |
C. | 第二个2 s内和第三个2s内的速度方向相反 | |
D. | 第二个2 s内和第三个2s内的加速度方向相反 |
A. | 油滴带正电 | |
B. | 增大AB板间的电势差,静止的油滴将向A板运动 | |
C. | 静止的油滴是由于不受力的作用 | |
D. | 朝着B板运动的油滴一定做匀变速直线运动 |
A. | 在t0时刻导体棒ab中无感应电流 | |
B. | 在t0时刻导体棒ab所受安培力方向水平向左 | |
C. | 在0~t0时间内回路电流方向是acdba | |
D. | 在0~t0时间内导体棒ab始终静止 |