Question

【題目】如圖是某型號電動輪椅工作原理示意圖。開關S1和S2由絕緣操縱桿控制，能同時接“1”或接“2”，向前推操縱桿時輪椅前進且能調速，向后拉操縱桿時輪椅以恒定速度后退。已知蓄電池的電壓為24V保持不變，R2的阻值為10Ω，電動機的額定功率為100W，額定電壓為24V。請解答下列問題：

（1）當開關S1和S2同時接_______時，電動輪椅前進；電動輪椅既能前進又能后退，是通過改變電動機線圈中的_________實現的；

（2）當電動輪椅后退時，電流表示數為1A，此時電動機的實際功率是_____W；

（3） 當電動機以額定功率工作時，電動輪椅在水平路面上勻速前進的速度為2m/s，若此時電動機消耗的電能有80%轉化為電動輪椅前進的機械能，此時電動輪椅受到的阻力是___N。

Answer 1

【答案】1 電流方向 14 40

【解析】

(1)[1]電動機前進且能調速，這說明電路中的電流可以變化，電阻大小可變，這樣只有滑動變阻器R1接入電路時才有這個功能，觀察電路圖，當開關S1和S2同時接1時，R1、電動機、電流表才串聯接入電路，這樣符合條件，電動輪椅前進。

[2]磁場對通電導線的作用力方向跟電流方向有關，只改變電流方向時，受力方向也會變化；所以電動輪椅既能前進又能后退，是通過改變電動機線圈中的電流方向實現的。

(2)[3]由上述可知，當電動輪椅后退時，開關S1和S2同時接2，R2、電動機、電流表串聯接在電路中，電路中的總電阻

電動機的電阻

此時電動機的實際功率

此時電動機的實際功率是14W。

(3)[4]設此時電動輪椅受到的阻力是f，電動輪椅在水平路面上勻速前進，牽引力，由題意可知，電動輪椅的機械效率

解得，此時電動輪椅受到的阻力是40N。