Question

要测定一台直流电动机的效率．给你电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、砝码盘（已知质量）砝码若干、停表、刻度尺、细绳一根、导线若干．
（1）请你在答题纸相应的空白处画出实验电路图．
（2）本实验要测定的物理量是F及______、______、______、______、．
（3）如果某同学根据测得的数据计算出P出=0.18w； P入=0.21w．则大体可计算出该直流电动机的效率η=______．
（4）如果要比较准确地得到该直流电动机的效率可采取的方法是：______．
（5）根据实验可得到直流电动机的效率总是：______1．（选填“＜”、或“＞”、或“=”）
（6）如果有一台电动机的效率是85%，请分析它的能量转换情况：______．

Answer 1

【答案】分析：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．要测量有用功，可使重物匀速上升，测量高度，即可求得电动机克服重力做功；要测量总功，必须测量电动机两端的电压和通过它的电流．根据实验的原理和要求选择器材，确定直流电动机的效率的表达式．
解答：解：（1）实验电路图如图所示．
（2）电动机效率η==，实验过程中需要测量：物体上升的高度h、电动机两端电压U、通过电动机的电流I、电动机工作时间t．
（3）电动机的效率η==≈85.7%．
（4）多次测量求平均值可以比较准确地得到该直流电动机的效率．
（5）电动机消耗的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能，机械能小于电动机消耗的总能量，电动机的效率小于1．
（6）电动机的效率是85%，则电动机消耗电能的85%转化为机械能、15%转换为内能等其它形式的能．
故答案为：（1）电路图如图所示（2）h；I；U；t；（3）85.7%；（4）多次测量求平均值；（5）＜；（6）电能的85%转化为机械能、15%转换为内能等其它形式的能．
点评：此题理解并掌握电动机效率η的意义，再从原理出发，设计测量的电路，选择所需要的器材．