Question

如圖所示是利用DIS測定電動機效率的電路，請完成下列問題：
（1）在實驗中，通過電壓傳感器測得電動機所加電壓為U，通過電流傳感器測得流過電動機的電流為I，則此時電動機輸入功率的表達式為P_入=    ；
（2）在實驗中，由于電動機的轉動使質量為m的物體在t時間內勻速上升了h高度，則此時電動機輸出功率的表達式為P_出=    ，根據η=，求得的效率為η₁；
（3）由于電動機的線圈有電阻，將產生一定的熱量，如果用輸出功率P_出=P_入-P_熱，根據η=，求得的效率為η₂，則有η₁    η₂．（選填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知電動機電壓與電流，由電功率公式可以求出其輸入功率．
（2）由速度公式求出提升重物的速度，由P=Fv可以求出提升重物的功率，即電動機的輸出功率．
（3）電動機在提升重物時，要克服阻力做功，電功率對重物拉力的功率小于電動機的輸出功率，據此判斷兩效率關系．
解答：解：（1）電動機輸入功率P_入=UI．
（2）物體運動的速度v=，
物體勻速運動，由平衡條件得：
電動機對物體的拉力F=mg，
電動機拉力功率，即輸出功率P_出=Fv=；
（3）物體勻速上升時，克服重力的功率，
即電動機提升物體的功率小于P_出=P_入-P_熱，則η₁＜η₂．
故答案為：UI；；＜．
點評：電動機是非純電阻電路，是高中物理的常考問題，一定要掌握；由速度公式求出物體速度，由P=Fv求出電動機拉力的功率是正確解（2）的關鍵．