Question

（10分）某研究性學習小組用左下圖所示的電路測定一個額定電壓為6V、額定功率為3W的直流電動機的機械效率。
（1）根據電路圖完成實物圖的連線；

（2）實驗中保持電動機兩端電壓U恒為6V，重物每次勻速上升的高度h均為1.5m，所測物理量及測量結果如下表所示：

實驗次數	1	2	3	4	5
電動機的電流I/A	0.2	0.4	0.6	0.8	2.5
所提重物的重力Mg/N	0.8	2.0	4.0	6.0	6.5
重物上升時間t/s	1.40	1.65	2.10	2.70	∞

計算電動機效率的表達式為η=______________（用題中符號表示），前4次實驗中電動機工作效率的平均值為________%（保留兩位有效數字）。
（3）在第5次實驗中，電動機的輸出功率是________；可估算出電動機線圈的電阻為________Ω。

Answer 1

（1）如圖

（2），74
（3）0，2.4

試題分析：（1）根據原理圖連接實物圖的要領，可以按著電流流向逐次連接（2）電動機的有用功克服重力做功，因此有用功率為克服重力做功的功率mgv，效率為，帶入前4次實驗中的數據可知電動機工作效率的平均值為74%（3）在第5次實驗中，電動機的總功率為UI=6×2.5W=15W，已經超過額定功率，因此可知電動機不轉動，此時的電動機可看純電阻電路，由U=Ir可知內阻為2.4Ω
點評：本題難度較小，明確非純電阻電路歐姆定律不在適用，利用能量守恒的觀點分析本題