小洋和同学们通过暑期的勤工俭学为残疾人老王买了一辆电动轮椅

电功电能 已结 1 50916
梁学广
梁学广 2022-3-13 09:45

小洋和同学们通过暑期的勤工俭学为残疾人老王买了一辆电动轮椅.为了帮助老王正确使用,小洋研究了说明书,电动轮椅的原理简图如图所示.他了解到,操纵杆可操纵双刀双掷开关S以及滑动变阻器R1的滑片P.前推操纵杆时轮椅慢慢前进,继续前推操纵杆时轮椅快速前进;后拉操纵杆时轮椅慢慢后退.蓄电池的电压U=24V(保持不变),R2为定值电阻.

1)原理图中双刀双掷开关S中间的连接物(深色部分)为   (选填导体绝缘体);

2)从原理图和以上描述可知,当开关接到      两个接线柱时,轮椅前进.若轮椅以3m/s的速度匀速前进了8s,此过程中轮椅受到的平均阻力为5N,电池的输出功率为25W,求此过程中轮椅工作的效率;

3)当轮椅后退时电动机的功率是7W,此时电流表示数为0.5A,求R2的阻值.

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1条回答
  •  小红薯0623
    小红薯0623 (最佳回答者)
    2022-3-14 08:00

    解析:

    1)原理图中双刀双掷开关S中间的连接物(深色部分)为绝缘体,否则会造成电源短路;

    2)由题意可知,当轮椅前进时,可以通过控制电流的大小而控制速度的大小,故应在电路中接有滑动变阻器;由图可知,只有开关接在23时才能将滑动变阻器R1和电动机接入电路,故只能将开关接到23两个接线柱来控制轮椅前进;

    若轮椅以3m/s的速度匀速前进了8s,轮椅通过的距离

    s=vt=3m/s×8s=24m

    根据二力平衡条件可得,轮椅受到的牵引力:

    F=f=5N

    牵引力做的有用功:

    W=Fs=5N×24m=120J

    电池的输出功率为25W,在这个过程中输出的总能量:

    W=Pt=25W×8s=200J

    此过程中轮椅工作的效率:

    η=W/W=120J/200J=60%

    3)当开关接12时,R2与电动机串联,变阻器没有连入电路中,电路中电流恒定,当轮椅后退时电动机的功率是7W,根据P=UI可得,此时电动机两端的电压:

    U=P/I=7W/0.5A=14V

    根据串联电路电压的规律可得,电阻R2两端的电压为:

    U2=UU=24V14V=10V

    R2的阻值:

    R2=U2/I2=10V/0.5A=20Ω

    故:

    1)绝缘体;

    223;此过程中轮椅工作的效率为60%

    3R2=20Ω


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