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    5．某同学设计实验研究直流玩具电动机的机械效率．实验装置如图所示，木块左端连接纸带，放在水平桌面上，右端通过不可伸长的细绳系在电动机的转轴上．

    （1）电动机和电流表串联接在电压为U的恒压直流电源上，接通电源，使电动机开始转动，打点计时器在纸带上打出一系列连续的点，如图所示．当木块运动速度稳定时，电流的读数为I．

    由图中纸带的数据可以算出木块匀速时的速度v=1.2m/s（保留两位有效数字）．
    （2）撤去电动机，在细绳右端挂上砝码盘，在砝码盘上放适量的砝码，释放砝码盘，轻推木块，使打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点，记下此时砝码盘和砝码的总质量为m，当地重力加速度为g．则电动机输出的机械功率为mgv（用题目所给出的物理量的字母表示，下同）
    （3）电动机的机械效率为$\frac{mgv}{UI}$．

    分析 （1）匀速运动时，相邻两个点之间的距离相等，根据v=$\frac{x}{t}$求出匀速运动的速度；
    （2）电动机输出的机械功率根据P=mgv求解；
    （3）电动机的输入功率P入=UI，根据$η=\frac{P}{{P}_{入}}$求出电动机的机械效率．

    解答 解：（1）根据纸带可知，木块匀速时的速度为：
    v=$\frac{x}{t}=\frac{0.024}{0.02}=1.2m/s$，
    （2）电动机输出的机械功率为：
    P=mgv，
    （3）电动机的输入功率为：
    P入=UI，
    则电动机的机械效率为：
    $η=\frac{P}{{P}_{入}}$=$\frac{mgv}{UI}$．
    故答案为：（1）1.2；（2）mgv；（3）$\frac{mgv}{UI}$

    点评 本题主要考查了纸带法求解速度的原理，知道电动机的输出功率等于砝码盘和砝码重力的功率，明确机械效率的含义，难度不大，属于基础题．

    练习册系列答案
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