Question

15．如图所示，是残疾人专用电动轮椅的电路原理图，其操纵杆可操纵双刀双掷开关K以及滑动变阻器R₁的滑片P．前推操纵杆时轮椅前进，再向前推是快速前进；后拉操纵杆时轮椅慢慢后退，又知蓄电池电压24V，定值电阻R₂阻值10Ω，电动机额定功率72W，额定电压24V．
（1）从电路图可知，当开关K与接线柱3和4（填“接线柱1”或“接线柱4”）相接时轮椅前进；
（2）当轮椅后退时，电阻R₂（填R₁或R₂）与电动机串联，若此时电流表示数为1A，则电动机的实际功率是多少W？
（3）当电动机以额定功率工作时，轮椅均速前进速度为1.5m/s，电动机线圈电阻损耗的功率为18W，求次电动机受到的阻力多大？

Answer 1

分析 （1）由题意可知，当轮椅前进时可以加速，故前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置，即应有滑动变阻器，故由电路的特点可知应将开关接到哪一接线柱上；
（2）当轮椅后退时，由电路图可知电机与R₂串联，则由欧姆定律可得出R₂两端的电压，则由串联电路的电压规律可得出电动机两端的电压，则由功率公式P=UI可得出电动机的实际功率；
（3）已知电动机的额定功率及电阻消耗的功率，则可求得电动机的输出功率，由功率公式P=Fv可求得牵引力，则由二力平衡可得出轮椅受到的阻力．

解答 解：（1）由题意可知，当轮椅前进时，可以通过控制电流的大小而控制速度的大小，故应在电路中接有滑动变阻器；
由图可知只有开关接在3和4时才能将滑动变阻器接入电路，故只能将开关接到3和4两个接线柱来控制轮椅前进．
（2）当开关接1、2时，R₂与电动机串联，由欧姆定律可得：
电阻R₂两端的电压为：U₂=IR₂=1A×10Ω=10V
则由串联电路的电压规律可得：
电动机两端的电压为：U_电=U-U₂=24V-10V=14V，
则电动机的实际功率为：P_实=U_电I=14V×1A=14W；
（3）电动机的机械功率为P_机=P₀-P_线=72W-18W=54W；
由于P_机=Fv，则F=$\frac{{P}_{机}}{v}$=$\frac{54W}{1.5m/s}$=36N；
因车匀速前进，故车受力平衡，即车受到的阻力：f=F=36N；
故答案为：（1）4；（2）R₂；串；电动机的实际功率为14W； （3）电动机受到的阻力为36N．

点评 本题应注意通过审题找出题目中隐含的信息，同时注意对电路的分析能力，灵活应用欧姆定律及串联电路的电压规律求解．