题目

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）

所属题型：问答题 试题难度系数：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．

考点梳理

初中二年级物理试题“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”旨在考查同学们对 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、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。

• 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：单位时间里完成的，叫做功率，表示作功快慢程度的物理量，通常用P表示，故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。

功率的计算公式

功率可分为电功率，力的功率等，故计算公式也有所不同。

电功率计算公式：P=W/t =UI;在纯电阻电路中，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I²R=(U²)/R

在动力学中：功率计算公式：1.P=W/t(平均功率)2.P=FV;P=Fvcosa(瞬时功率)

因为W=F(f力)×S(s位移)(功的定义式)，所以求功率的公式也可推导出P=F·v：P=W /t=F*S/t=F*V(此公式适用于物体做匀速直线运动)

功率计算公式的应用

例：用杠杆来撬一重为2400 N的大石块，当手在5 s内用300 N的力按杠杆，将杠杆一端压下1.6 m，大石块被举高多少m?人做功的功率为多大?(不计杠杆的重力和摩擦)

思路导航：(1)解答此题的关键是能够想到功的原理，往往有同学会用杠杆原理来解答此题，存在这种错误的同学主要是没有正确理解什么是力臂，题中给出的1.6 m是动力沿动力的方向通过的距离，而不是动力臂，题中要求的大石块被举高的高度恰好就是阻力沿阻力方向通过的距离。人对杠杆做的功即动力对杠杆做的功W1=Fs=300 N×1.6 m=480 J(注意：F和s对应)，根据功的原理，W1=W2。