Question

如圖 所示是某太陽能電動汽車的電路簡化圖，由太陽能電池給電動機提供動力，通過一個調速電阻改變電動機轉速。已知：太陽能電池電壓 600V 保持不變，調速電阻的最大阻值 10Ω，閉合開關，求：

（1）當滑片 P在最左端時，電動機的功率是 18kW，此時電流表的示數為多大？（3分）

（2）當滑片 P在最右端時，電壓表示數為 500V，通過調速電阻的電流為多大？（3分）

（3）當滑片 P在最右端時，電動機的能量利用效率是多少？

［提示：不考慮電動機的內部電阻，電動機的能量利用效率等于電動機消耗的電能（或功率）占整個電路消耗的電能（或功率）的百分比。］（3 分）

Answer 1

⑴30A； ⑵10A ； ⑶83.33%

【解析】

試題分析：⑴ 因為 P=18kW=1.8×104W，當滑片 P在最左端時，調速電阻沒有連入電路，電路中只有電動機M，所以，UM=U=600V，此時電流表的示數為I===30A

⑵當滑片 P在最右端時，電動機M與調速電阻串聯，且電壓表測M的電壓，由串聯分壓可知，

調速電阻兩端的電壓為U調=U- UM=600V-500V=100V

通過調速電阻的電流為I調===10A

⑶當滑片 P在最右端時，電動機M與調速電阻串聯.

所以，通過電動機的電流為I=IM=I調=10A

此時電路消耗的總功率P總=UI=UI調=600V×10A=6000W

而電動機M消耗的功率PM=UMIM=UMI調=500V×10A=5000W

電動機能量的利用率為：η=×100%≈83.33%.

考點：電功率的有關計算