測(cè)定在一定電壓下工作的直流電動(dòng)的效率

1、測(cè)定在一定電壓下工作的直流電動(dòng)機(jī)的效率（高二上教材P96）電動(dòng)機(jī)的效率電動(dòng)機(jī)輸入電功率為P入，輸出功率為P出，電動(dòng)機(jī)的效率=P出/P入學(xué)生實(shí)驗(yàn)|測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)的效率實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定在一定電壓下工作的直流電動(dòng)機(jī)的效率。實(shí)驗(yàn)器材直流電動(dòng)機(jī)（帶長(zhǎng)軸，額定電壓4.5V）、電源、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、盛祛碼小盤（質(zhì)量已知）、停表、刻度尺、祛碼若干、細(xì)繩一根、導(dǎo)線等。電動(dòng)機(jī)的效率怎樣測(cè)定?電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中有能量損失，這就涉及到電動(dòng)機(jī)效率問(wèn)題了。直流電動(dòng)機(jī)的輸入電功率P人=IU（I是通過(guò)線圈的電流，U是輸入電壓），輸出機(jī)械功率P出=W/t,或P出=Fv（W是電動(dòng)機(jī)對(duì)外做的機(jī)

2、械功，t是做功的時(shí)間，F(xiàn)是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力，v是牽引物體的速度）。由于能量總有損耗，直流電動(dòng)機(jī)的效率，即輸出功率與輸入功率之比，總是小于100%下面請(qǐng)同學(xué)們自己設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)效率的實(shí)驗(yàn)，看看該電動(dòng)機(jī)的效率有多大?.本實(shí)驗(yàn)給出的主要器材，如圖 10-36所示。.討論：本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何測(cè)定電動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸入功率？.寫出計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率 n的表達(dá)式。Ph10000FVUI10000非純電阻電路不能用i=u/r 只有轉(zhuǎn)子卡住時(shí)才能這么算4.本實(shí)驗(yàn)要測(cè)定的物理量有哪些？5.在下面框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。（注意：至少測(cè)量三次）在用直流電動(dòng)機(jī)提升祛碼來(lái)測(cè)其效率的實(shí)驗(yàn)中，要測(cè)定的物理量

3、有H、GU、I、t（用如下選項(xiàng)中的物理量符號(hào)表示）：計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率的表達(dá)式為（用每個(gè)量的字母表示）HGoUIt選項(xiàng)：1祛碼上升的高度H;2細(xì)線的長(zhǎng)度L;3祛碼的重力G;4電動(dòng)機(jī)的繞線電阻R;5電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U;6通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流強(qiáng)度I;7拖升祛碼所用的時(shí)間t;8電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n；9電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量mi.本實(shí)驗(yàn)的器材有電動(dòng)機(jī)、電源、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、盛祛碼的小盤、秒表、祛碼、細(xì)線等，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。.圖為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物，用筆代替導(dǎo)線在實(shí)物圖上連接。.圖為直流電動(dòng)機(jī)的示意圖。當(dāng)它接通不計(jì)內(nèi)阻的直流電源后，從上而下看去，轉(zhuǎn)子作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。（1）電源的極性為（A）（A）A正B負(fù)（B）B

4、正A負(fù)（C）無(wú)法判斷。（2）如果在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)的輸入電功率將（B）（A）保持不變；（B）增大；（Q減?。唬―）等于零。實(shí)驗(yàn)步驟1、照?qǐng)D將直流安培計(jì)、直流伏特計(jì)、電動(dòng)機(jī)、滑動(dòng)變阻器、蓄電池、開(kāi)關(guān)等連成電路。2、介紹電動(dòng)機(jī)效率的計(jì)算方法。電動(dòng)機(jī)從電源吸收的電功為UIt,提高重物所做的功為Gh,因此電動(dòng)機(jī)的效率為HG。UIt3、從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后重物開(kāi)始上升起計(jì)算時(shí)間t,到斷開(kāi)電源。重物停止上升計(jì)時(shí)止。同時(shí)在重物上升時(shí)，記錄下安培計(jì)上的電流強(qiáng)度I換向器作用：不斷的改變線圈中的電流方 向，使線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng).電刷：是用于換向器或滑環(huán)上，作為導(dǎo)入導(dǎo)出 電流的滑動(dòng)接觸體。和伏

5、特計(jì)上的電壓值U。4、用刻度尺量出重物上升的高度ho5、改變鉤碼質(zhì)量（以能帶動(dòng)為宜），再重復(fù)兩次上述步驟1-46、將3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入表實(shí)驗(yàn)次數(shù)重物質(zhì)量m（千克）重物上升高度h（米）電動(dòng)機(jī)兩端電壓U（伏）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)電流1（安）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間t（秒）電動(dòng)機(jī)的效率Y（%）123注意事項(xiàng)1）小盤上升的運(yùn)動(dòng)要?jiǎng)蛩佟?mgh小于IUtIRt。提出減小實(shí)驗(yàn)誤差的方案或做法：在保持GH不變的情況下，多做幾次實(shí)驗(yàn)測(cè)U、I、t,然后取平均值計(jì)算。L均帆工2013長(zhǎng)沙一夜）在口定良沂電動(dòng)機(jī)的效率”共垃0，用五下凹所示的電而UI亢TCP窕電QE為6V點(diǎn)定力窣為3H的包.充也切機(jī)的機(jī)收試室.】）整指電珞田U

6、戈齊牧司的連城1夯技中存挎電的機(jī)兩端電區(qū)5|0為6U，生物每次為過(guò)二升的宮區(qū)h均為l.5m，所QJn遽生及川里結(jié)果切下去所示：大壯次訥123在第5次關(guān)愴中，電燈機(jī)的出功*?可仁H蕓電動(dòng)機(jī)城邑的電電為解：（1）如下圖;（2）田,動(dòng)機(jī)效至1的克運(yùn)式為n=xioo%，前4次實(shí)驗(yàn)中田.劭機(jī)工作乃至的平均值為_(kāi)1mghE聲hM.ghmAgh4U1A.U1、JUIdUIA.11223344代入觴很，%=744電演電壓U=4Y，電壓表的市效J=3V，電頁(yè)表的不敷I=0.1A，gW.10/s2.求：（1）電動(dòng)機(jī)的船入功至F入.ZX（2）扣字座構(gòu)豉里ti=01kg，在t=3s內(nèi)勻速上升656.那么，這個(gè)自流電動(dòng)

7、機(jī)的過(guò)帛是多少？?jī)?cè)：1）電幻機(jī)的喻入功王為：Pk=UI=O.1X3W=0.3M.A（2）提升生物的功罕為電動(dòng)機(jī)的輸出功率:尸出二叫二竿% mgs則電動(dòng)機(jī)的效率力;01x10 x065X100%=c：:700972%.式評(píng)：U.jxj裳區(qū)分好純電第原件和非或電阻倏件的計(jì)宜區(qū)別，電動(dòng)機(jī)為非純電在償件，且輕人功至只能月P=UI梟管，不能用P=如圉所示是利用D15訓(xùn)定電動(dòng)機(jī)效京儕電告，清五房下列可題：1）在實(shí)蛉巾，通過(guò)電徒皈轡身居電為機(jī)所加電壓為U，逢過(guò)電洋備感2訓(xùn)得王五電:她;的龜方為工，叫此時(shí)電為禮希，的至的表達(dá)貳為P廣2）在實(shí)是中，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)打佞質(zhì)里方工時(shí)物住在t時(shí)日內(nèi)勻連上升了h高度，此時(shí)

8、電動(dòng)機(jī)輸出物率的袤達(dá)式加4，中提廣爭(zhēng)，未詞的為至為QJP出（3）田于電注1的綾固有電阻，料產(chǎn)生一定的熱里，如果用物出功率P/P入-P葭平史廣，里再的恭至先小，處有q：.-yf=）解：（1）電動(dòng)機(jī)輸久功率p入二uiA（2）物體迂討前語(yǔ)度叩，物體句速運(yùn)動(dòng)由平衡條件得，生動(dòng)機(jī)討物體的技力F=mg,電動(dòng)機(jī)拉力功率，即喻出歷率P比=F”華；5I3）物體勻速上升時(shí)，克服全力的動(dòng)率，即電動(dòng)機(jī)提升物體的功本小于P土天人-熱則、電茁者粢為：Ui：華；Z1.26XuNm7=Sh，171,通過(guò)出水管橫截面的水柱長(zhǎng)度為h$=7.94X10,1.26x10”，出水管處水的流謔為環(huán)1-XT。、：？.2皿/力t3600s,

9、、mVp=.1-Ih提水的盾里為皿=pw=l,口xI口玉g/Mx10jn3=i0*kg-Ih提水的重力為gjng=101kgxl(JN/k產(chǎn)100N，抽水機(jī)做的有用丈I為可力由;GH=1Q，x3m=3,6X1057?電動(dòng)機(jī)做的總功為見(jiàn)=Pt=220口甲乂36UM=T.n乂1。叮*口-6-水票的抽水效窣為十里乂10口*=8*1。；9d舐.“總792x10?某學(xué)生小組使用DIS做測(cè)定電動(dòng)機(jī)效率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如左圖。(1)用電流傳感器和電壓傳感器(圖中電流表和電壓表)測(cè)量的是電動(dòng)機(jī)電流電壓值(填輸入”或輸出”)(2)右圖是用位移傳感器測(cè)定重物勻速上升時(shí)的位移一一時(shí)間圖線，同時(shí)電流傳感器和電壓傳感器

10、的讀數(shù)基本不變，約為0.14A和3.3V,已知重物質(zhì)量m50103kg。則在2.42.8s時(shí)間段，重物克服重力做功的功率為W;該電動(dòng)機(jī)的工作效率約為答案(1)輸入；(2)0.213(0.2100.225);46%(45.5%48.7%)解：(1)電壓傳感器和電流傳感器迪里的是電動(dòng)機(jī)的輸入電端和輸入電壓.(2)根據(jù)圖線知，一物的讀度g二陰一事物克服里力做功的中率F=mq”Q,5X0,4250,2L3W，Pn11電劭機(jī)的工作效率口二五二五二打引（2口?！备Ｉ叹拊矺U右“測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)的試率門的賣蛤巾，推但有R下實(shí)盛起材：亙流密動(dòng)機(jī),f帚快就*頷定電壓*ET：-電莊親,甩充表，巖動(dòng)至用器、開(kāi)美、褥髓

11、科的小盤否里己知）、停垂、厚譽(yù)砰，骷利毛千、不癰一根、關(guān)甲、導(dǎo)裝善_（a以上實(shí)蚪騫樹(shù)中哪理是雜柒的？嗓/若和;:干（b/為看成這個(gè)密聆許至要制核實(shí)畸器樹(shù)？電源如剜度尺f位，三出直流電端機(jī)的效率的表達(dá)式；號(hào)X1QG-（d出實(shí)聆等測(cè)用的枷理岸白喟些T1L.電刖機(jī)效率0等干有用力與總口的比值，有用物為克膈物體市力勖的耳，眄動(dòng)機(jī)的卑葡杲總功，身刎里有用耳，可使再物目深卜引，刑第高度即可束諄回動(dòng)機(jī)克服重力做功;要冽里總功，必須測(cè)里電動(dòng)機(jī)兩喘附電E加重遢它的電流.根據(jù)笑臉的虞蹉和要未選擇遂布，確定直史電動(dòng)機(jī)的整章的走達(dá)式.解；（a電動(dòng)機(jī)效率1等于苜用功與總功的比值，有書(shū)功為電動(dòng)嘰克麗物體重力做的功力=11

12、仙，電動(dòng)機(jī)的電功是總功9尸二m3爰測(cè)里有用功，可使毒捌生速上升1,則里高度和物書(shū)的欣里，需要到點(diǎn)兄，因感送碼的小盤和硅碼的質(zhì)里己卻，不需姜彈笛堀和天平；要刎堂總功，必須提俱電源使電動(dòng)機(jī)贏正常工祚，再副篁電司機(jī)的端的電壓和通過(guò)它的電流，以五提升物體所用跑時(shí)間t，故以上實(shí)齡器材中彈匿稱和天平是冬余的，還需更電源和馴度H.3）電動(dòng)機(jī)時(shí)率rj的離送式為r=7粵工10口亦o/fU）對(duì)騏上式可知：事買騙要?jiǎng)t量的軟埋里有h,1、01t.某同學(xué)在學(xué)習(xí)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，用直流電動(dòng)機(jī)做了幾次實(shí)駿，把它接入不同電壓的電路中斯得菇舁如下；電幻機(jī)的電壓電動(dòng)機(jī)工作狀志通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流0-2V不轉(zhuǎn)動(dòng)0.4A2.0V正常工作1.

13、0A求：（1）電動(dòng)機(jī)繞圈的電阻多大中（2）電動(dòng)機(jī)被突然卡住時(shí)，電流多大？實(shí)際應(yīng)用由發(fā)生這一情況首先應(yīng)采取什么言施？當(dāng)里動(dòng)正富工作電覺(jué)轉(zhuǎn)化為找?guī)艿木推揭咨?，rr02K露：（1）電動(dòng)機(jī)線圉電用為K二?二，二0.5口彳/U.4J答：電動(dòng)機(jī)線圈電阻為。,5C.（2）突然卡住時(shí)電流工產(chǎn)&=舟印A；因4A比正常工作電流1A大很夠，遇此情況應(yīng)立即斷開(kāi)電遁.1r0.5L1告：突然卡住時(shí)電流為4且，遇此情況應(yīng)立即斷開(kāi)電漉.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩瑞電壓和通過(guò)的電流分別為Uz=2.OVSL=1.0且設(shè)工作時(shí)間為t7n=帚且乂1口口界開(kāi)乜FF已印新=7遜x100%丁總二空匕包K1口吐irnX 10 os之內(nèi)小n”o.5mf=T5%.如瓦是小華兩字制作的小小電動(dòng)機(jī)”的其臉條舌段，要想侵紜困的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與原.來(lái)的喟反，可采用調(diào)扭靠檢或者調(diào)換電源的正負(fù)極的方法,在愛(ài)有報(bào)向曷的情況下，為便線圈能恃續(xù)蛀幼，在制作電動(dòng)機(jī)時(shí)采取的辦法是，將線圈兩蚌與支架持觸部分的絕堵窿刮去半圈，這樣胃動(dòng)機(jī)就可以利用線題像性持媛終動(dòng)下去