题文

如图所示是某太阳能电动汽车的电路简化图，由太阳能电池给电动机提供动力，通过一个调速电阻改变电动机转速．已知太阳能电池电压600V保持不变，调速电阻的最大阻值10Ω，闭合开关，求： （1）当滑片P在最左端时，电动机的功率是18kW，此时电流表的示数为多大？ （2）当滑片P在最右端时，电压表示数为500V，通过调速电阻的电流为多大？ （3）当滑片P在最右端时，电动机的能量利用率是多少？（电动机能量利用率：电动机消耗的功率与电源输出总功率的百分比，公式：η= PM P总 ） （4）若电动汽车以最大和最小速度匀速行驶所受的阻力相同，求两次速度之比为多大？（电动机内阻不计）

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）如图所示，当滑片在最左端时，只有电动机接入电路， 根据P=UI变形得：I= P U = 18000W 600V =30A． （2）当滑片在最右端时，调速电阻全部接入电路，与电动机串联，电动机两端电压UM=500V， 所以，调速电阻两端电压：UR=U-UM=600V-500V=100V， 电路中的电流：I=IM=IR= UR R = 100V 10Ω =10A． （3）当滑片在最右端时，电源输出功率为：P总=UI=600V×10A=6000W； 电动机消耗的功率为：PM=UMIM=500V×10A=5000W； 电动机能量利用率：η= PM P总 = 5000W 6000W ≈83.3%． （4）当电动汽车匀速行驶时，受到的阻力和动力相等，根据P=Fv可得： vmax：vmin=Pmax：Pmin=18000W：5000W=18：5． 答：（1）电流表的示数为30A； （2）通过调速电阻的电流为10A； （3）电动机的能量利用率约为83.3%； （4）两次速度之比为18：5．

据专家权威分析，试题“如图所示是某太阳能电动汽车的电路简化图，由太阳能电池给电动机..”主要考查你对  功率的计算，能量转化效率，欧姆定律及其应用，串联电路的电流规律，串联电路的电压规律  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算能量转化效率欧姆定律及其应用串联电路的电流规律串联电路的电压规律

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）
  （3）
  
  例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ