【題目】如圖是某型號電動輪椅工作原理示意圖.開關(guān)S1和S2由絕緣操縱桿控制,能同時接“1”或接“2”,向前推操縱桿時輪椅前進且能調(diào)速,向后拉操縱桿時輪椅以恒定速度后退.已知蓄電池的電壓為24V保持不變,R2的阻值為10Ω,電動機的額定功率為100W,額定電壓為24V.請解答下列問題:

(1)當(dāng)開關(guān)S1和S2同時接 時,電動輪椅前進;電動輪椅既能前進又能后退,是因為電動機線圈中電流的能夠改變.
(2)當(dāng)電動輪椅后退時,電流表示數(shù)為1A,此時電動機的實際功率是多少
(3)當(dāng)電動機以額定功率工作時,電動輪椅在水平路面上勻速前進的速度為2m/s,若此時電動機消耗的電能有75%轉(zhuǎn)化為電動輪椅前進的機械能,此時電動輪椅受到的阻力是多大?

【答案】
(1)1,方向
(2)14W
(3)37.5N
【解析】(1)由題輪椅前進且能調(diào)速,故前進電路中應(yīng)有可以控制電路中的電流的裝置,即滑動變阻器且與電動機串聯(lián)在電路中.由電路圖可知,此時開關(guān)S1和S2都接1;輪椅后退時,輪椅以恒定速度后退,即電動機應(yīng)與R2串聯(lián),此時電流方向與前進時相反,由電路圖可知,此時開關(guān)S1和S2都接2.則電動輪椅既能前進又能后退,是因為電動機線圈中電流的方向能夠改變.

(2)當(dāng)開關(guān)接1、2時,R2與電動機串聯(lián),由歐姆定律可得:電阻R2兩端的電壓為:U2=IR2=1A×10Ω=10V,則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得:電動機兩端的電壓為:U=U-U2=24V-10V=14V,則電動機的實際功率為:P=UI=14V×1A=14W;

(3)電動機的機械功率P=P0η=100W×75%=75W,由 可得,牽引力 ,因為勻速運動,故阻力f=F=37.5N.

答:(1)1;方向;(2)14W;(3)37.5N.

(1)輪椅前進且能調(diào)速,故前進電路中應(yīng)有可以控制電路中的電流的裝置,即應(yīng)有滑動變阻器且與電動機串聯(lián);輪椅后退時,輪椅以恒定速度后退,即電動機應(yīng)與R2串聯(lián).
(2)當(dāng)輪椅后退時,由電路圖可知電機與R2串聯(lián),則由歐姆定律可得出R2兩端的電壓,則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得出電動機兩端的電壓,則由功率公式P=UI可得出電動機的實際功率;
(3)已知電動機的額定功率及電阻消耗的功率,則可求得電動機的輸出功率,由功率公式P===Fv可求得牽引力,則由二力平衡可得出輪椅受到的阻力.

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