Question

（2009?楊浦區(qū)模擬）在“測定直流電動機(jī)的效率”的實(shí)驗(yàn)中，我們有以下實(shí)驗(yàn)器材：
直流電動機(jī)（帶長軸，額定電壓4.5V）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、盛砝碼的小盤（質(zhì)量己知）、停表、彈簧秤、砝碼若干、細(xì)繩一根、天平、導(dǎo)線等．
（a）以上實(shí)驗(yàn)器材中哪些是多余的？

彈簧稱和天平

；
（b）為完成這個實(shí)驗(yàn)還需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？

電源和刻度尺

；
（c）寫出直流電動機(jī)的效率的表達(dá)式：

mgh

UIt

×100%

；
（d）本實(shí)驗(yàn)要測量的物理量有哪些？

h、I、U、t

．

Answer 1

分析：電動機(jī)效率η等于有用功與總功的比值，有用功為克服物體重力做的功，電動機(jī)的電功是總功．要測量有用功，可使重物勻速上升，測量高度，即可求得電動機(jī)克服重力做功；要測量總功，必須測量電動機(jī)兩端的電壓和通過它的電流．根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和要求選擇器材，確定直流電動機(jī)的效率的表達(dá)式．

解答：解：（a）（b）電動機(jī)效率η等于有用功與總功的比值，有用功為電動機(jī)克服物體重力做的功W_有=mgh，電動機(jī)的電功是總功W_總=UIt．要測量有用功，可使重物勻速上升h，測量高度和物體的質(zhì)量，需要刻度尺，因盛砝碼的小盤和砝碼的質(zhì)量己知，不需要彈簧稱和天平；
要測量總功，必須提供電源，使電動機(jī)能正常工作，再測量電動機(jī)兩端的電壓和通過它的電流，以及提升物體所用的時間t．
故以上實(shí)驗(yàn)器材中彈簧稱和天平是多余的，還需要電源和刻度尺．
（c）電動機(jī)效率η的表達(dá)式為  η=

mgh

UIt

×100%
（d）對照上式可知，本實(shí)驗(yàn)要測量的物理量有h、I、U、t．
故答案為：
（a）彈簧稱和天平；
（b）電源和刻度尺；
（c）

mgh

UIt

×100%
（d）h、I、U、t

點(diǎn)評：此題理解并掌握電動機(jī)效率η的意義，再從原理出發(fā)，設(shè)計(jì)測量的電路，選擇所需要的器材．