Question

1．某學(xué)習(xí)小組用圖示實(shí)驗(yàn)來(lái)研究電動(dòng)機(jī)提重物的效率．
①根據(jù)電路圖（圖1）完成實(shí)物圖（圖2）的連線，在電路圖中，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到右端（填“左端”、“正中”或“右端”）

②實(shí)驗(yàn)測(cè)得電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，將重力為mg的重物勻速上提h的時(shí)間為t，則計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率的表達(dá)式為η₁=$\frac{{mg{h_{\;}}}}{UIt}$×100%
③設(shè)電動(dòng)機(jī)兩端電壓為U，通過(guò)的電流為I，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r，則從理論上計(jì)算電動(dòng)機(jī)的效率η₂=$\frac{{UI-{I^2}{r_{\;}}}}{UI}$；
④學(xué)習(xí)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)η₁總小于η₂，原因是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸存在摩擦阻力（或者空氣阻力）．

Answer 1

分析 （1）對(duì)照電路圖，連接實(shí)物圖；并為了保證安全應(yīng)明確滑片的位置；
（2）電動(dòng)機(jī)效率η等于有用功與總功的比值，有用功為克服物體重力做的功，電動(dòng)機(jī)的電功是總功．
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率是機(jī)械功率，根據(jù)電機(jī)功率公式可明確理論效率值；
（4）根據(jù)誤差現(xiàn)象進(jìn)行分析，明確誤差原因．

解答 解：①根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
由圖可知，滑動(dòng)變阻器右半部分為測(cè)量電路供電，開(kāi)始時(shí)應(yīng)使測(cè)量部分電壓為零；故滑片應(yīng)在右端；
②由效率公式可知：電動(dòng)機(jī)效率η的表達(dá)式為$η=\frac{mgh}{UIt}×100%$，
③電動(dòng)機(jī)的總功率為UI，輸出功率為UI-I2r
故效率的理論值為：$\frac{{UI-{I^2}{r_{\;}}}}{UI}$
④η₁總小于η₂原因是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸存在摩擦阻力；
故答案為：①如圖所示；右端； ②$\frac{{mg{h_{\;}}}}{UIt}$×100%；③$\frac{{UI-{I^2}{r_{\;}}}}{UI}$；④電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸存在摩擦阻力（或者空氣阻力）

點(diǎn)評(píng) 本題中連接實(shí)物圖是應(yīng)培養(yǎng)的基本功．要掌握電動(dòng)機(jī)效率η的意義．當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其電路是純電阻電路，歐姆定律仍成立．