Question

在“測定直流電動機的效率”實驗中，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	1.4	1.65	2.1	2.7	∞

計算電動機效率η的表達式為

 

（用符號表示），前4次實驗中電動機工作效率的平均值為

 

．
（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

分析：（1）對照電路圖，連接實物圖．
（2）電動機效率η等于有用功與總功的比值，有用功為克服物體重力做的功，電動機的電功是總功．
（3）電動機的輸出功率是機械功率，由圖知，重物靜止，電動機沒有功率輸出，此時電動機電路中純電阻電路，根據歐姆定律求解線圈的內阻．

解答：解：（1）如下圖；

（2）電動機效率η的表達式為η=

mgh

UIt

×100%，前4次實驗中電動機工作效率的平均值為
  

.

η

=

1

4

（

m1gh

UI1t1

+

m2gh

UI2t2

+

m3gh

UI3t3

+

m4gh

UI4t4

）
代入解得，

.

η

=74%
（3）在第5次實驗中，由圖看出，重物處于靜止狀態，則電動機的輸出功率為0．
根據歐姆定律得：電動機線圈的電阻為R=

U

I

=

6

2.5

Ω=2.4Ω
故答案為：
（1）如圖；
（2）η=

mgh

UIt

×100%，74%．
（3）0，2.4

點評：本題中連接實物圖是應培養的基本功．要掌握電動機效率η的意義．當電動機不轉動時，其電路是純電阻電路，歐姆定律仍成立．