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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。 实验装置 实验原理 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：P出P入100 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。6.UIt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。(l) 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。；(4)写出计算电动机效率的表示式 =mgh 100%。UIt2. 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摩擦力 f=F2F1。若在此同时用转速表测得电动机的转速为，已知皮带轮的半径为r，n由此可知电动机的输出功率 P= 2 r ( F2 F1 )。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，重物质量为，m 写出此电动机的工作效率_ mgh100% _;UIt在这个实验中你认为难以操作的是:_物体的匀速运动_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 10-3kg.则在2. 42. 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%_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 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 0.14A 和 3.3V ，已知重物质量 m 5010 3 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%）
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