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(2014•道外区二模)“六一”儿童节快到了,爸爸送给小涵一个太阳能电动玩具汽车.如图所示是该太阳能电动玩具汽车的电路简

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/29 10:59:28
(2014•道外区二模)“六一”儿童节快到了,爸爸送给小涵一个太阳能电动玩具汽车.如图所示是该太阳能电动玩具汽车的电路简化图.由太阳能电池给电动机提供动力,通过一个调速电阻改变电动机转速.已知,太阳能电池电压6V保持不变,调速电阻的最大阻值10Ω,闭合开关,求:
(1)当滑片P在最左端时,电动机的功率是18W,此时电流表的示数为多大?
(2)当滑片P在最右端时,电压表示数为5V,通过调速电阻的电流为多大?电动机的能量利用率是多少?
(电动机能量利用率:电动机消耗的功率与电源输出总功率的百分比)
(3)在工作过程中,电动机因故障卡住无法转动,很快就闻到焦糊味道,请你从能量转化角度解释这个现象.
(1)根据题意得U=6V,P=18W,根据P=UI变形得:I=
P
U=
18W
6V=3A;
(2)当滑片处于最右端时,Rp=10Ω与电动机串联,根据题意UM=5V,所以,调速电阻两端电压:UR=U-UM=6V-5V=1V,
电路中的电流:I=IM=IR=
UM
RP=
1V
10Ω=0.1A;
当滑片在最右端时,电源输出功率为:P=UI=6V×0.1A=0.6W;
电动机消耗的功率为:PM=UMIM=5V×0.1A=0.5W;
电动机能量利用率:η=
PM
P总×100%=
0.5W
0.6W×100%≈83.3%.
(3)电动机因故障卡住无法转动,电能无法转化为机械能.消耗的电能全部转化为内能,因此产生热量,温度升高,产生焦糊的味道.
答:
(1)电流表的示数为3A;
(2)通过调速电阻的电流为0.1A;电动机的能量利用率约为83.3%;
(3)电动机被卡住,电路电流很大,线圈发热功率较大,消耗的电能全部转化为内能,会损坏电机.