Question

你肯定見過，風扇通電后的轉速是由慢逐漸變快的，那么你猜在這個過程中，通過風扇內電動機的電流會不會變化呢？如果轉動中的風扇因為受到阻礙而停止，通過風扇內電動機的電流又會如何變化呢？會帶來什么后果呢？如圖1，把一個玩具電動機、一個小燈泡和電池串聯起來，接通電路后，電動機便開始由慢到快轉動起來，這時我們會發現剛通電時，電動機轉速還較慢，燈泡最亮，而隨著電動機轉速變快，燈泡則逐漸變暗了．且當電動機轉得最快時，燈泡也最暗，怎么樣，你一定覺得很新奇有趣吧？那么現在讓我們一起來動動腦筋，請你根據上述現象分析回答下列問題：

（1）在圖1所示的電路中，如果用手指捏住玩具電動機的轉軸使其轉動變慢最后完全停下來，燈泡的亮度將

變亮

，通過電動機的電流將

變大

．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）家用電風扇的主要部分就是電動機，如果轉動中的電風扇受到外物阻礙，（如有衣服被吸到扇葉上）而無法轉動，可能會導致火災的發生，請你簡要分析其中的原因．
（3）小李有一輛玩具電動汽車，由于故障無法行駛，于是小李將玩具中的電機拆下后接入如圖2所示的電路中．電源的電壓不變，閉合開關后發現電動機的轉軸不轉動，此時電流表的示數為2A；然后小李斷開開關維修電動機，當電動機正常轉動時又讀出電流表的讀數為0.2A．則該玩具電動機正常轉動時將電能轉化為機械能的效率為

90%

．

Answer 1

分析：（1）燈泡的亮度可以直接觀察，因通過燈泡的電流越大，亮度越亮，所以可以根據燈泡的亮度判斷電流的大小；
（2）家用電風扇的主要部分就是電動機，我們應知道電動機的主要構造是線圈．
（3）根據歐姆定律求出電動機的電阻，即R=

U

2A

，再根據機械效率的計算公式η=

W有

W總

=

P有

P總

=

P總-P有

P總

=

I1U-I12R

I1U

即可求出，答案一致的選項為正確答案．

解答：解：（1）實驗時觀察到：剛通電時，電動機轉速還較慢，燈泡最亮；電動機轉速變快，燈泡則變暗；
可知：電動機轉速變慢最后完全停下來，燈泡亮度會變亮，表明電路中的電流變大．
（2）如果轉動中的電風扇受到外物阻礙，而無法轉動風扇，停轉后，由于電動機接入電路的是線圈，線圈的電阻不變，所以電流會增大，根據焦耳定律Q=I²Rt知，相同時間內產生的電熱會大幅度增加，進而引發火災；
（3）電動機的電阻可表示為R=

U

2A

；
η=

W有

W總

=

P有

P總

=

P總-P額

P總

=

I1U-I12R

I1U

=

0.2A×U-(0.2A)2× U 2A

0.2A×U

=90%；
故答案為：（1）變亮；變大；（2）如果轉動中的電風扇受到外物阻礙，而無法轉動風扇，停轉后，由于電動機接入電路的是線圈，線圈的電阻不變，所以電流會增大，根據焦耳定律Q=I²Rt知，相同時間內產生的電熱會大幅度增加，進而引發火災；
（3）90%．

點評：會靈活運用歐姆定律，會利用能量利用效率以及電功率之間的關系進行計算效率問題．