Question

19．如圖是太陽能電動車的電路簡化圖，它將光能轉化為電能儲存在太陽能電池中，提供電動機轉動需要的動力，可通過改變調(diào)速電阻來調(diào)節(jié)電動機轉速，已知太陽能電池電壓為600V，電動機內(nèi)線圈電阻為5Ω，請回答以下問題：
（1）當調(diào)速電阻的滑片P滑到最左端時，電動機電功率達到18kW，此時電流表示數(shù)多大？
（2）當調(diào)速電阻的滑片P滑到最左端時，1min電動機消耗的電能是多少？電動機將電能轉化為機械能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）當調(diào)速電阻的滑片P滑到最左端時，電路為電動機的簡單電路，根據(jù)P=UI求出電流表的示數(shù)；
（2）根據(jù)W=Pt求出1min電動機消耗的電能，根據(jù)Q=I²Rt求出線圈電阻產(chǎn)生的熱量，兩者的差值即為輸出的機械能，輸出的機械能和消耗的電能之比即為電動機將電能轉化為機械能的效率．

解答 解：（1）當調(diào)速電阻的滑片P滑到最左端時，電路為電動機的簡單電路，
由P=UI可得，電流表的示數(shù)：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{18×1{0}^{3}W}{600V}$=30A；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，1min電動機消耗的電能：
W=Pt=18×10³W×60s=1.08×10⁶J，
線圈電阻產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（30A）²×5Ω×60s=2.7×10⁵J，
電動機輸出的機械能：
W_機械=W-Q=1.08×10⁶J-2.7×10⁵J=8.1×10⁵J，
電動機將電能轉化為機械能的效率：
η=$\frac{{W}_{機械}}{W}$×100%=$\frac{8.1×1{0}^{5}J}{1.08×1{0}^{6}J}$×100%=75%．
答：（1）當調(diào)速電阻的滑片P滑到最左端時，電流表示數(shù)為30A；
（2）當調(diào)速電阻的滑片P滑到最左端時，1min電動機消耗的電能是1.08×10⁶J，電動機將電能轉化為機械能的效率是75%．

點評 本題考查了電功率公式、電功公式、焦耳定律的應用，要注意電動機是非純電阻用電器，歐姆定律不適用．