Question

小明為粗略測定某電風扇正常工作時電能轉化為機械能的效率，利用一個銘牌上標有額定電壓為U，但其它字跡不清的小型直流電風扇來進行實驗，實驗操作過科及記錄數據如下：
A．按如圖所示的電路圖連接電路，其中M為電風扇；
B．閉合開關，葉片轉動，移動變阻器的滑片，直至葉片剛好不轉動，記錄此時電壓表、電流表的示數分別為U₁，I₁；
C．調節滑動變阻器的滑片，使其兩端電壓為U，讓電風扇處于正常工作狀態．記錄此時電流表的示數為I．
請你根據小明的實驗記錄，回答下列問題：
（1）該電風扇線圈導體的電阻為

 

；
（2）若不計葉片轉動時所受摩擦，則電風扇正常工作時電能轉化為機械能的效率為η=

 

（用測得的己知量表示）．

Answer 1

分析：（1）電機不工作時，可看作純電阻電路，則由歐姆定律即可求得線圈電阻；
（2）正常工作時，由焦耳定律求得熱功率，則總功率減去熱功率即為機械功率，由機械效率公式可求得效率．

解答：解：（1）由歐姆定律得線圈導體的電阻為：R=

U1

I1

；
（2）電機正常工作時：P_熱=I²R=I²

U1

I1

．
總功率為P_總=UI．
則輸出的機械功率為；P_機=P_總-P_熱
則機械效率為：η=

P機

P總

×100%=

UI-I2( U1 I1 )

UI

×100%=（1-

U1I

UI1

）×100%．
故答案為：（1）

U1

I1

；（2）（1-

U1I

UI1

）×100%．

點評：本題考查電機的兩種狀態，應記得：電機不轉時可認為為純電阻，由歐姆定律可求，電機轉動時不能應用歐姆定律．