Question

（2010?河東區(qū)一模）如圖是一輛設計中的太陽能汽車動力部分的電路簡圖．設陽光輻射到太陽能電池的光能接受板上的功率為1×10⁴W．行駛時，可通過改變滑動變阻器的電阻來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速從而改變汽車行駛速度．當滑動變阻器滑片在最左端時，汽車的行駛速度最大，此時電壓表的示數(shù)為180V，電流表示數(shù)為15A．
（1）汽車以最大速度行駛時電動機消耗的電功率是多大？
（2）當滑片向右移至某一位置時，汽車的行駛速度小于最大速度．此時電壓表示數(shù)為150V，電流表示數(shù)10A，則此時滑動變阻器接入電路的電阻是多少？電動機消耗的功率與滑動變阻器消耗的功率之比是多少？

Answer 1

分析：（1）分析電路圖可知，電動機和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量電動機兩端電壓，電流表測量通過電動機的電流，當汽車行駛速度最大時，滑片在最左端，知道電動機兩端的電壓值和通過的電流值：①利用P=UI求電動機消耗的電功率，②求出電源電壓；
（2）當滑片向右移至某一位置時，知道電壓表和電流表的示數(shù)，可求滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求滑動變阻器接入電路的電阻R；再根據(jù)公式P=UI求電動機與滑動變阻器消耗的功率之比．

解答：解：（1）由圖可知，滑片在最左端時，電路中只有電動機，汽車的行駛速度最大，U=180V，I=15A，可求：
電動機消耗的電功率：
P=UI=180V×15A=2700W，
電源電壓：
U=180V；
（2）當滑片向右移至某一位置時，
∵U=U_M+U_R，
∴U_R=U-U_M=180V-150V=30V，
滑動變阻器接入電路的電阻：
R=

UR

I′

=

30V

10A

=3Ω，
電動機與滑動變阻器消耗的功率之比：

PM

PR

=

UMI

URI

=

150V×I

30V×I

=

5

1

．
答：（1）汽車以最大速度行駛時電動機消耗的電功率是2700W；
（2）此時滑動變阻器接入電路的電阻是3Ω，電動機與滑動變阻器消耗的功率之比是5：1．

點評：本題考查了電功率計算公式的應用、歐姆定律的應用，串聯(lián)電路的（電壓、電流、電阻）特點是基礎，電動機消耗功率的計算要用P=UI計算（消耗電能并不是全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、大部分轉(zhuǎn)化為機械能）是本題的關鍵．