Question

如圖所示是利用DIS測定電動(dòng)機(jī)效率的電路，請完成下列問題：
（1）在實(shí)驗(yàn)中，通過電壓傳感器測得電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，通過電流傳感器測得流過電動(dòng)機(jī)的電流為I，則此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸入功率的表達(dá)式為P_入=

UI

；
（2）在實(shí)驗(yàn)中，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使質(zhì)量為m的物體在t時(shí)間內(nèi)勻速上升了h高度，則此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率的表達(dá)式為P_出=

mgh

t

，根據(jù)η=

P出

P入

，求得的效率為η₁；
（3）由于電動(dòng)機(jī)的線圈有電阻，將產(chǎn)生一定的熱量，如果用輸出功率P_出=P_入-P_熱，根據(jù)η=

P出

P入

，求得的效率為η₂，則有η₁

＜

η₂．（選填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

分析：（1）已知電動(dòng)機(jī)電壓與電流，由電功率公式可以求出其輸入功率．
（2）由速度公式求出提升重物的速度，由P=Fv可以求出提升重物的功率，即電動(dòng)機(jī)的輸出功率．
（3）電動(dòng)機(jī)在提升重物時(shí)，要克服阻力做功，電功率對重物拉力的功率小于電動(dòng)機(jī)的輸出功率，據(jù)此判斷兩效率關(guān)系．

解答：解：（1）電動(dòng)機(jī)輸入功率P_入=UI．
（2）物體運(yùn)動(dòng)的速度v=

h

t

，
物體勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：
電動(dòng)機(jī)對物體的拉力F=mg，
電動(dòng)機(jī)拉力功率，即輸出功率P_出=Fv=

mgh

t

；
（3）物體勻速上升時(shí)，克服重力的功率，
即電動(dòng)機(jī)提升物體的功率小于P_出=P_入-P_熱，則η₁＜η₂．
故答案為：UI；

mgh

t

；＜．

點(diǎn)評：電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，是高中物理的�？紗栴}，一定要掌握；由速度公式求出物體速度，由P=Fv求出電動(dòng)機(jī)拉力的功率是正確解（2）的關(guān)鍵．