Question

6．如圖所示是電動輪椅的電路原理圖．當(dāng)K接到3、4兩個(gè)接線柱，輪椅前進(jìn)，并可通過操縱滑動變阻器R₁的滑片P，改變前進(jìn)速度；當(dāng)K接到1、2兩個(gè)接線柱，輪椅慢慢后退．已知蓄電池的電壓U=24V（保持不變）、定值電阻R₂=10Ω，電動機(jī)的額定功率P₀=72W、額定電壓U₀=24V，電動機(jī)線圈電阻為2Ω．
（1）當(dāng)輪椅后退時(shí)，電流表示數(shù)為I=0.8A，此時(shí)電動機(jī)的實(shí)際功率為多少？
（2）當(dāng)電動機(jī)以額定功率工作時(shí)，輪椅勻速前進(jìn)，輪椅受到的阻力為36N，求此時(shí)輪椅前進(jìn)的速度的大�。�

Answer 1

分析 （1）當(dāng)輪椅后退時(shí)，由電路圖可知電機(jī)與R₂串聯(lián)，則由歐姆定律可得出R₂兩端的電壓，則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得出電動機(jī)兩端的電壓，則由功率公式P=UI可得出電動機(jī)的實(shí)際功率．
（2）已知電動機(jī)的額定功率和額定電壓，可以得到正常工作電流；已知正常工作電流和線圈電阻，可以得到線圈發(fā)熱功率；已知電動機(jī)額定功率和發(fā)熱功率，可以得到機(jī)械功率；當(dāng)輪椅勻速前進(jìn)時(shí)的阻力和動力相等，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出輪椅勻速前進(jìn)的速度．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)接1、2時(shí)，R₂與電動機(jī)串聯(lián)，由歐姆定律可得：
電阻R₂兩端的電壓為：U₂=IR₂=0.8A×10Ω=8V，
則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得：
電動機(jī)兩端的電壓為：U_電=U-U₂=24V-8V=16V，
則電動機(jī)的實(shí)際功率為：P_實(shí)=U_電I=16V×0.8A=12.8W；
（2）當(dāng)電動機(jī)以額定功率工作時(shí)，
電路電流為I=$\frac{{P}_{0}}{{U}_{0}}$=$\frac{72W}{24V}$=3A，
線圈發(fā)熱功率為P_熱=I²R=（3A）²×2Ω=18W；
機(jī)械功率為P_機(jī)=P₀-P_熱=72W-18W=54W，
因輪椅勻速前進(jìn)，所以F=f=36N，
因?yàn)镻=Fv；所以v=$\frac{P}{F}$=$\frac{54W}{36N}$=1.5m/s．
答：（1）當(dāng)輪椅后退時(shí)，電流表示數(shù)I=0.8A，此時(shí)電動機(jī)的實(shí)際功率為12.8W．
（2）當(dāng)電動機(jī)以額定功率工作，輪椅受到的阻力為36N時(shí)，輪椅勻速前進(jìn)的速度為1.5m/s．

點(diǎn)評 本題考查了電路圖的分析、歐姆定律、電功率公式、功率公式的靈活應(yīng)用以及串聯(lián)電路特點(diǎn)的應(yīng)用等，涉及的知識點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)；關(guān)鍵是找出題目中隱含的信息和靈活的應(yīng)用相關(guān)知識進(jìn)行求解．