Question

【題目】如圖是某型號電動輪椅工作原理示意圖。開關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）當開關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）當電動輪椅后退時，電流表示數為1A，此時電動機的實際功率是多少_________？

（3）當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___________？

Answer 1

【答案】（1）1；方向 （2）14W （3）37．5N

【解析】試題分析：（1）由題輪椅前進且能調速，故前進電路中應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在電路中．由電路圖可知，此時開關S1和S2都接1；輪椅后退時，輪椅以恒定速度后退，即電動機應與R2串聯，此時電流方向與前進時相反，由電路圖可知，此時開關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）當開關接1、2時，R2與電動機串聯，由歐姆定律可得：電阻R2兩端的電壓為：U2=IR2=1A×10Ω=10V，則由串聯電路的電壓規律可得：電動機兩端的電壓為：U電=U-U2=24V-10V=14V，則電動機的實際功率為：P實=U電I=14V×1A=14W；（3）電動機的機械功率P機=P0η=100W×75%=75W，由可得，牽引力，因為勻速運動，故阻力f=F牽=37．5N．

答：（1）1；方向；（2）此時電動機的實際功率是14W；（3）此時電動輪椅受到的阻力是37．5N．