分析 (1)因电源电压为3V,所以电压表选用小量程,由(3)提示,电流表选用小量程;对照电路图连接实物图,注意变阻器滑片左边电阻丝连入电路中;
(2)由数据知,电动机的电压太小,所以增大电动机的电压,根据分压原理确定滑片移动的方向;
(3)根据P=U′I′求出电动机消耗的电功率,由(2)中的数据求出电动机的发热功率P热,两者之差即为输出的机械功率;
(4)比较电动机与热机的效率大小,得出电动机相比热机一个显著的优点.
解答 解:
(1)因电源电压为3V,所以电压表选用小量程,由(3)提示,电流表选用小量程;对照电路图连接实物图,变阻器滑片左边电阻丝连入电路中;
(2)由题中数据知,电动机的电压只有0.4V,太小,所以应增加电动机的电压,减小变阻器分得的电压,根据分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,所以滑片向左移动;
(3)由(2)知,闭合开关发现电压表读数为0.4V,电流表读数为0.2A,此时电动机没转,说明没有电能转化为机械能,只是电能转化为了内能,电动机的发热功率P热=UI=0.4V×0.2A=0.08W;而当电压表示数为2.0V,电流表示数为0.30A时,电动机匀速转动时,电动机消耗的电功率为P=U′I′=2.0V×0.30A=0.6W,则电动机转化为的机械功率
P机=P-P热=0.6W-0.08E=0.52W;
(4)由上面的数据知,电动机消耗的绝大部分电功率都转化为了机械功率了,损耗的较小,电动机转化为机械功率的效率η=$\frac{{P}_{机}}{P}$×100%=$\frac{0.52W}{0.6W}$×100%=86.7%,
而热机中的大部分能量损耗掉了,能转化成机械能被利用的只是总能量其中的一小部分,热机的效率一般在40%以下,所以,电动机相比热机一个显著的优点:是电动机的效率高.
故答案为:(1)实物图如上图所示;
(2)向左移动变阻器的滑片;
(3)0.6;0.52;
(4)电动机的效率高.
点评 本题主要考查非纯电阻电路的功率计算.所谓非纯电阻电路,指电路除将电能转化为内能外,还有一部分轮为机械能的电路,如含有电动机的电路即为非纯电阻电路.P=UI是计算电功率的普适公式.
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次数 | F1/N | L1/N | F2/N | L2/N |
1 | 1 | 8 | 2 | 4 |
2 | 2 | 8 | 1 | 16 |
3 | 2 | 12 | 3 | 8 |
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烧杯和盐水 的总质量m/g | 倒出部分盐水后烧杯 和盐水的总质量m1/g | 倒出盐水的 质量m2/g | 倒出盐水的 体积V/cm3 | 盐水的密 度ρ/kg/m3 |
117 | 84 | 33 | 30 | 1.1×103 |
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