Question

在“测定直流电动机的效率”实验中，用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率．

（1）根据电路图完成实物图的连线；
（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
电动机的电流I/A	0.2	0.4	0.6	0.8	2.5
所提重物的重力Mg/N	0.8	2.0	4.0	6.0	6.5
重物上升时间t/s	1.4	1.65	2.1	2.7	∞

计算电动机效率η的表达式为

 

（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为

 

．
（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是

 

；可估算出电动机线圈的电阻为

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）对照电路图，连接实物图．
（2）电动机效率η等于有用功与总功的比值，有用功为克服物体重力做的功，电动机的电功是总功．
（3）电动机的输出功率是机械功率，由图知，重物静止，电动机没有功率输出，此时电动机电路中纯电阻电路，根据欧姆定律求解线圈的内阻．

解答：解：（1）如下图；

（2）电动机效率η的表达式为η=

mgh

UIt

×100%，前4次实验中电动机工作效率的平均值为
  

.

η

=

1

4

（

m1gh

UI1t1

+

m2gh

UI2t2

+

m3gh

UI3t3

+

m4gh

UI4t4

）
代入解得，

.

η

=74%
（3）在第5次实验中，由图看出，重物处于静止状态，则电动机的输出功率为0．
根据欧姆定律得：电动机线圈的电阻为R=

U

I

=

6

2.5

Ω=2.4Ω
故答案为：
（1）如图；
（2）η=

mgh

UIt

×100%，74%．
（3）0，2.4

点评：本题中连接实物图是应培养的基本功．要掌握电动机效率η的意义．当电动机不转动时，其电路是纯电阻电路，欧姆定律仍成立．