Question

20．如图所示是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6伏和2伏，则电路中的电流为0.5安，电动机的功率为2瓦．电动机的机械功率为1.75瓦，电动机的效率为87.5%．

Answer 1

分析 分析电路图，电动机和电阻R串联，电压表V₁测量的是电源电压，电压表V₂测量的是电阻R两端的电压，根据欧姆定律求电路中的电流，再根据P=UI求电动机的电功率．
由电功率公式求出线圈热功率，然后求出机械功率．机械功率与电动机功率只比即为电动机的效率．

解答 解：如图，电动机和电阻R串联，
因为U_R=2V，U=6V，
所以U_M=U-U_R=6V-2V=4V，
电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{4Ω}$=0.5A，
电动机的功率：
P=U_MI=4V×0.5A=2W．
电动机线圈消耗的热功率：P_热=I²r=（0.5A）²×1Ω=0.25W，
电动机的机械功率：P_机=P_M-P_热=2W-0.25W=1.75W；
电动机的效率η=$\frac{{P}_{机}}{P}$=$\frac{1.75W}{2W}$×100%=87.5%．
故答案为：0.5；2；1.75；87.5%．

点评 本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式的掌握和运用，注意电动机不是纯电阻用电器．分析清楚电路结构、熟练应用串联电路的特点、欧姆定律及电功率公式是正确解题的关键．