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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?

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=U-U2=24V-10V=14V,
则电动机的实际功率为:P=UI=14V×1A=14W;
(3)电动机的机械功率为P=P0-P线=72W-18W=54W;
由于P=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.

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