Question

5．在研究微型電風(fēng)扇的性能時(shí)，應(yīng)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R并控制電風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和1.0V，重新調(diào)節(jié)R并使電風(fēng)扇恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0A和12.0V，求這臺(tái)電風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出功率和效率各為多少？

Answer 1

分析 從電路圖中可以看出，電動(dòng)機(jī)和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，電流表測(cè)量電路電流，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$可求電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)的電阻；利用公式P=UI可求電動(dòng)機(jī)的總功率，根據(jù)公式P=I²R可求電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率，總功率與電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率之差就是電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

解答 解：當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由題得電動(dòng)機(jī)的電阻：r=$\frac{U}{I}=\frac{1.0}{0.50}$=2.0Ω，
正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，消耗的電功率P_入=U′I′=12×1=12W，
熱功率P_Q=I′²r=1²×2=2W，
電風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出功率P_出=P_入-P_Q=12W-2W=10W，
效率η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{入}}×100%=\frac{10}{12}$=83.3%．
答：這臺(tái)電風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出功率為10W，效率為83.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題要明確非純電阻電路的功率的計(jì)算方法，知道電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可視為純電阻和能量間的關(guān)系．