Question

15．如圖所示，是殘疾人專用電動輪椅的電路原理圖，其操縱桿可操縱雙刀雙擲開關(guān)K以及滑動變阻器R₁的滑片P．前推操縱桿時(shí)輪椅前進(jìn)，再向前推是快速前進(jìn)；后拉操縱桿時(shí)輪椅慢慢后退，又知蓄電池電壓24V，定值電阻R₂阻值10Ω，電動機(jī)額定功率72W，額定電壓24V．
（1）從電路圖可知，當(dāng)開關(guān)K與接線柱3和4（填“接線柱1”或“接線柱4”）相接時(shí)輪椅前進(jìn)；
（2）當(dāng)輪椅后退時(shí)，電阻R₂（填R₁或R₂）與電動機(jī)串聯(lián)，若此時(shí)電流表示數(shù)為1A，則電動機(jī)的實(shí)際功率是多少W？
（3）當(dāng)電動機(jī)以額定功率工作時(shí)，輪椅均速前進(jìn)速度為1.5m/s，電動機(jī)線圈電阻損耗的功率為18W，求次電動機(jī)受到的阻力多大？

Answer 1

分析 （1）由題意可知，當(dāng)輪椅前進(jìn)時(shí)可以加速，故前進(jìn)電路中應(yīng)有可以控制電路中的電流的裝置，即應(yīng)有滑動變阻器，故由電路的特點(diǎn)可知應(yīng)將開關(guān)接到哪一接線柱上；
（2）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；
（3）已知電動機(jī)的額定功率及電阻消耗的功率，則可求得電動機(jī)的輸出功率，由功率公式P=Fv可求得牽引力，則由二力平衡可得出輪椅受到的阻力．

解答 解：（1）由題意可知，當(dāng)輪椅前進(jìn)時(shí)，可以通過控制電流的大小而控制速度的大小，故應(yīng)在電路中接有滑動變阻器；
由圖可知只有開關(guān)接在3和4時(shí)才能將滑動變阻器接入電路，故只能將開關(guān)接到3和4兩個(gè)接線柱來控制輪椅前進(jìn)．
（2）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=1A×10Ω=10V
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-10V=14V，
則電動機(jī)的實(shí)際功率為：P_實(shí)=U_電I=14V×1A=14W；
（3）電動機(jī)的機(jī)械功率為P_機(jī)=P₀-P_線=72W-18W=54W；
由于P_機(jī)=Fv，則F=$\frac{{P}_{機(jī)}}{v}$=$\frac{54W}{1.5m/s}$=36N；
因車勻速前進(jìn)，故車受力平衡，即車受到的阻力：f=F=36N；
故答案為：（1）4；（2）R₂；串；電動機(jī)的實(shí)際功率為14W； （3）電動機(jī)受到的阻力為36N．

點(diǎn)評 本題應(yīng)注意通過審題找出題目中隱含的信息，同時(shí)注意對電路的分析能力，靈活應(yīng)用歐姆定律及串聯(lián)電路的電壓規(guī)律求解．