Question

【題目】電動汽車是我國重點(diǎn)發(fā)展的項目，已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭。已知某款電動汽車滿載時，人和車總質(zhì)量為1500kg。電動汽車工作時的電路原理如圖，在電動汽車行駛時，通過改變調(diào)速電阻（變阻器）來調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變汽車的速度。當(dāng)汽車行駛速度最大時，電壓表示數(shù)為200V，電流表示數(shù)為15A。

（1）若電動汽車以最大車速行駛1h，電動機(jī)消耗的電能是多少？

（2）已知電動機(jī)線圈的電阻為1Ω，求電動機(jī)的效率。

（3）調(diào)節(jié)調(diào)速電阻，電流表示數(shù)為9A時，若電動機(jī)效率不變，求電動機(jī)兩端電壓。

Answer 1

【答案】（1）1.08×107J；（2）92.5%；（3）120V

【解析】

（1）汽車行駛速度最大時，電壓表示數(shù)為200V，電流表示數(shù)為15A，以最大車速度行駛1h，

電動機(jī)消耗的電能：

W＝UIt＝200V×15A×3600s＝1.08×107J；

（2）由焦耳定律，電動機(jī)產(chǎn)生的熱量：

Q＝I2Rt＝（15A）2×1Ω×3600s＝8.1×105J；

W機(jī)＝W﹣Q＝1.08×107J﹣8.1×105J＝9.99×106J；

電動機(jī)的效率：

η＝＝×100%＝92.5%；

（3）電流表示數(shù)為9A時，電動機(jī)做的功：

W′＝U′I′t＝U′×9A×t，若電動機(jī)效率不變，

有用功：

W有＝W′η＝U′×9A×t×92.5%﹣﹣﹣﹣①

W有＝W′﹣I′2Rt＝U′×9A×t﹣（9A）2×1Ω×t﹣﹣﹣﹣②

由①②得：

U′×9A×t×92.5%＝U′×9A×t﹣（9A）2×1Ω×t，

解得：U′＝120V。