Question

1．如圖所示，電源電壓恒為12V，閉合開關S，當滑動變阻器的阻值為10Ω時，電壓表的示數(shù)為10V，此時電動機正常工作，則滑動變阻器消耗的功率是0.4W；若電動機內部線圈的電阻為2Ω，則通電5min電流通過電動機內部線圈產生的熱量是24J，電動機工作的效率為96%；若想電動機反向轉動，則可進行的操作是將電動機正負接線柱接線交換接入．

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動變阻器R與電動機M串聯(lián)，電壓表測電動機兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑動變阻器的阻值為10Ω時，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=UI求出滑動變阻器消耗的功率；
（2）根據(jù)焦耳定律求出通電5min電流通過電動機內部線圈產生的熱量；根據(jù)W=UIt求出通電5min電動機消耗的電能，然后減去電動機內部線圈產生的熱量即為獲得的機械性能，獲得的機械能與消耗電能的比值即為這段時間電動機將電能轉化為機械能的效率．

解答 解：由電路圖可知，滑動變阻器R與電動機M串聯(lián)，電壓表測電動機兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑動變阻器的阻值為10Ω時，U_M=10V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_M=12V-10V=2V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A，
滑動變阻器消耗的功率：
P_R=U_RI=2V×0.2A=0.4W；
（2）通電5min電流通過電動機內部線圈產生的熱量：
Q=I²rt=（0.2A）²×2Ω×5×60s=24J，
通電5min電動機消耗的電能：
W=U_MIt=10V×0.2A×5×60s=600J，
獲得的機械性能：
W′=W-Q=600J-24J=576J，
這段時間電動機將電能轉化為機械能的效率：
η=$\frac{W′}{W}$×100%=$\frac{576J}{600J}$×100%=96%；
（3）若想電動機反向轉動，則可進行的操作是將電動機的正負接線柱的接線交換接入即可．
故答案為：0.4；24；96%；將電動機正負接線柱接線交換接入．

點評 本題考查了串聯(lián)電路和歐姆定律、電功率公式的應用，要注意電動機為非純電阻用電器，歐姆定律不適用．