a17电学实验十七测定直流电动机的效率
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电学实验十七 测定直流电动机的效率
[实验目的]测定在-定电压下工作的直流电动机的效率。
[实验器材]直流电动机(带长轴,额定电压 3V ),电源,电压表,电流表,滑动变阻器,开 关,盛砝码小盘(质量已知),停表,刻度尺,砝码若干,细线一根,导线若干。
的效率。直流电动机的输入功率 P=UI ( I 是通过线圈的电流,U 是输入电压),输出功率P 出 =Wt 或P 出=Fv (W 是电动机对外做的机械功,t 是做功的时间,F 是电动机产生的牵引力,v 是牵引物体的速度)。电动机的输入电功率为 P 入,输出机械功率P 出,则电动机的效率为:
[实验步骤]
1. 按图所示,将直流电流表,直流电压表,电动机,滑动变阻器,电源,开关等连成电路•
2. 在电动机轴上系一根细绳、绳的另一端吊一砝码,并在细绳旁直立一刻度尺。
3. 合上开关,调节滑动变阻器,使砝码缓缓上升(可看作匀速),记录砝码上升某-高度h 及所 需t ,同时记录电流表读数I 和电压表读数U 。
4. 改变砝码的质量(以能带动为宜),再重复两次上述实验
5. 记录数据及处理,代入 =mgh 100 %,计算各次实验中直流电动机的效率。 UIt
6. 实验结论 __________________________________ 。
【巩固训练】
1 •测定电动机的效率要用到以下主要器材。
(1) 本实验要测定的物理量是 砝码匀速上升的,砝码上升的高度 h ,砝码的质量 m 电压U, 电流I,时间t , ____________________ ;
(2) 用刻度尺和停表是为了测量 _________________________ 砝码上升的高度h ,及上升的时间t. ;
(3) 使用滑动变阻器是为了 ___________________________ 调节电流大小,使砝码匀速上升。 ;
⑷ 写出计算电动机效率的表示式n = ____ mgh 100% __________
—UIt
[实验装置]
[实验原理]
入甩#,测量直流电动机 的
效率实验装置图.
在电动机轴线上系一根细线,线的另一端吊一重物, 通过转轴直接提升重物做功测量电动机 100%
摩擦力f= F2 - F1。若在此同时用转速表测得电动机的转速为n,已知皮带轮的半径为r, 2.如图所示是用来测电动机输出功率的传统方法。在电动机皮带轮外套上一
段摩擦带,带的一端通过橡皮筋固定在夭花板上,另一端串接一个测力计之
后也挂在天花板上。电动机不转动时读出测力计的示数为F1 (这时摩擦带有
-定正压力压紧在皮带轮上)。当电动机匀速转动时(从右向左看逆时针转
动),测力计示数将稳定为F2,则此时摩擦带所受到的
由此可知电动机的输出功率 P _2:r (F 2 -FJ __________
3•在测定电动机效率的实验中,某同学选择了如图器材进行实
验,实验中可以从电压表、电流表上读出电动机两端的电压 U 和
流过电动机的电流I ,用尺量出重物被提起的高度 H ,用秒 表测出
重物被提起的时间t ,重物上升的过程认为做匀速运动,
在这个实验中你认为难以操作的是
:— _______________________ 只要写出一
点). 4( 2011静安区二模)某小组使用DIS 做"测定电动机效率"实验,实验装置如下左图
(1) 用电流传感器和电压传感器(图中电流表和电压表)测量的是电动机 —输入—电流电压值 (填"输入"或"输出").
(2) 右上图是用位移传感器测定重物匀速上升时的位移一时间图线,同时电流传感器和电压传 感器的读数基本不变,约为0.14 A 和3.3 V ,已知重物质量m= 50 X 10-3 kg.则在2. 4~2. 8 s 时间段,重物克服重力做功的功率为__0.23 ______ W 该电动机的工作效率约为_82% ______ 解:(1)电压體翩器和电济鶴感器刑里的是电动机的输入电葢和输入电压*
做功的功^P=ngv=O.. 5X 0. 425=^0. 213V*
P p a
电动机的工作数率11花二寸=&
故答案为:< 1 )输入,(2 ) 0. 213 (0. 210 — 0. 225 ) J 46% (45. 5%—48. 7S > 15 (2011宝山二模).(6分)某学生小组使用 DIS 做 测定电动机效率”实验,实验装置如左图。
(1)用电流传感器和电压传感器 (图中电流表和电压表) 测量的是电动机 ___________ 电流电压值(填 输入”或输出”)
(2)右图是用位移传感器测定重物匀速上升时的位移 重物质量 为,m 写出此电动机的工作效率 mg t
h 100
% (2)嘏据图线和,重物的速度灯二
= 0.425wi\r ,重物克服重力
时间图线,同时电流传感器和电压传感器
摩擦力f= F 2 - F 1
。若在此同时用转速表测得电动机的转速为 n ,已知皮带轮的半径为r ,
的读数基本不变,约为 0.14A 和3.3V ,已知重物质量 m =50 10 kg 。则在2.4〜2.8s 时间段,重物克服 重力做功的功率为__0.213 ______ W ;该电动机的工作效率约为 ___46% ______ 。 15 答案. (
1)输入;(2) 0.213 ( 0.210——0.225); 46% (45.5% ——48.7%) 0.50 2°°时帶心严 290 2Z0 2,50 5 75 60 (£剽劉 5 5