Question

小明利用他的玩具電動機進行物理知識的新探究，他先按圖把器材連接好后，保持電源電壓不變，閉合開關，改變滑動變阻器滑片的位置，進行了兩次實驗，并把實驗中得到的有關數據記錄在下面表格中．

實驗次數	鉤碼的質量m （g）	鉤碼升高的高度h  （m）	鉤碼上升的時間t  （s）	電流表示數I （A）	電壓表示數U  （V）	滑動變阻器滑片位置
1	1OO	1.0	3.6	0.20	3.0	中點
2	100	1.0	8.0	0.15	1.5	最右端

請你參加小明的研究，解答下列問題：
（1）在實驗過程中，發生了哪些形式的能量的轉化（指出其中的兩種）．
（2）計算出第一次實驗中，電動機提升重物做的有用功和電動機消耗的電功率．
（3）求出電源電壓和滑動變阻器的最大阻值．
（4）第二次實驗過程中，滑動變阻器消耗的電能是多少？

Answer 1

分析：（1）電路連通，電動機工作，消耗了電能，鉤碼被提高，重力勢能增加．
（2）有用功為鉤碼增加的重力勢能；電動機消耗的電功率為電壓與電流的乘積．
（3）根據兩次電壓表和電流表的讀數列方程求解電源電壓和滑動變阻器的最大阻值．
（4）根據串聯分壓，求出滑動變阻器兩端的電壓，再用W=UIt計算消耗的電能．

解答：解：（1）消耗了電能，機械能增加．
故答案為：電能轉化為機械能．
（2）W_有用=Gh=mgh=0.1kg×9.8N/kg×1m=0.98J；消耗的電功率P=UI=3v×0.2A=0.6W．
答：電動機提升重物做的有用功為0.98J，電動機消耗的電功率為0.6W．
（3）根據數只有；U₁+I₁

R

2

=U；U₂+I₂R=U．解得：U=6v；R=30Ω
答：電源電壓為6v，滑動變阻器的最大阻值為30Ω．
（4）此時滑動變阻器兩端的電壓為U_滑=U-U₂=6V-1.5V=4.5V；
W=UIt=4.5V×0.15A×8s=5.4J．
答：第二次實驗過程中，滑動變阻器消耗的電能是5.4J．

點評：理解題意，本題是電能轉化為機械能，注意列方程解答出問題．