a17电学实验十七测定直流电动机的效率

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