Question

电动汽车因为能源利用率高，环境污染低将会逐渐代替汽油车．图是一辆设计中的太阳能汽车动力部分的电路简图．设阳光辐射到车上太阳能电池的光能接收板上的功率1.0×10⁴W．行驶时，可通过改变滑动变阻器的电阻来调节电动机转速从而改变汽车行驶速度．当滑动变阻器滑片在最左端时，汽车的行驶速度最大，此时电压表示数为180V，电流表示数为15A．
（1）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率是多大？
（2）当滑片向右移至某一位置时，汽车的行驶速度小于最大速度．此时电压表示数为150V，电流表示数为10A，则此时滑动变阻器接入电路的电阻大小是多少？电动机消耗的功率与滑动变阻器消耗的功率之比是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知汽车速度最大时，通过电动机的电流和两端电压，利用P=UI可以计算电动机消耗的电功率；
（2）由电路图知，电压表测量电动机两端电压；电动机与滑动变阻器串联，已知电源电压和电动机两端电压，可以得到滑动变阻器两端电压；串联电路电流处处相等，已知通过电动机的电流，也就知道了通过滑动变阻器的电流；已知滑动变阻器两端电压和通过的电流，利用R=可以得到滑动变阻器接入电路的阻值．
在串联电路中，根据用电器消耗的功率与两端电压成正比可以得到电动机与滑动变阻器消耗的功率之比．
解答：解：
（1）电动机消耗的电功率为
P=UI=180V×15A=2700W
（2）滑动变阻器两端电压为
U=180V-150V=30V
滑动变阻器接入电路的阻值为
R===3Ω
（3）电动机与滑动变阻器消耗的功率之比为
===
答：
（1）电动机消耗的功率为2700W；
（2）滑动变阻器接入电路的电阻为3Ω；
电动机与滑动变阻器消耗的功率之比为5：1．
点评：最后一步判断电动机与滑动变阻器消耗功率之比不需要具体计算两者消耗的电功率，而是根据电流相同，电功率与电压成正比求解，此法更方便．