解:(1)由題意可知,當(dāng)輪椅前進(jìn)時(shí),可以通過(guò)控制電流的大小而控制速度的大小,故應(yīng)在電路中接有滑動(dòng)變阻器;由圖可知只有開(kāi)關(guān)接在3、4時(shí)才能將滑動(dòng)變阻器接入電路,故只能將開(kāi)關(guān)接到3、4兩個(gè)接線柱來(lái)控制輪椅前進(jìn);
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)接1、2時(shí),R
2與電動(dòng)機(jī)串聯(lián),由歐姆定律可得:
電阻R
2兩端的電壓為:U
2=IR
2=0.8A×10Ω=8V,
則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得:
電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為:U
電=U-U
2=24V-8V=16V,
則電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為:P
實(shí)=U
電I=16V×0.8A=12.8W;
(3)當(dāng)電動(dòng)機(jī)以額定功率工作時(shí),
機(jī)械功率為P=P
電-P
R=72W-18W=54W,
因輪椅勻速前進(jìn),所以F=f=36N,
所以v=
=
=1.5m/s.
答:(1)從原理圖可知,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到3、4兩個(gè)接線時(shí)輪椅前進(jìn).
(2)當(dāng)輪椅后退時(shí),電流表示數(shù)I=0.8A,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為12.8W.
(3)當(dāng)電動(dòng)機(jī)以額定功率工作,電動(dòng)機(jī)線圈電阻損耗的功率為18W,輪椅受到的阻力為36N時(shí),輪椅勻速前進(jìn)的速度為1.5m/s.
分析:(1)由題意可知,當(dāng)輪椅前進(jìn)時(shí)可以加速,故前進(jìn)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(dòng)變阻器,故由電路的特點(diǎn)可知應(yīng)將開(kāi)關(guān)接到哪一接線柱上.
(2)當(dāng)輪椅后退時(shí),由電路圖可知電機(jī)與R
2串聯(lián),則由歐姆定律可得出R
2兩端的電壓,則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得出電動(dòng)機(jī)兩端的電壓,則由功率公式P=UI可得出電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率.
(3)電動(dòng)機(jī)的額定功率減掉線圈電阻損耗的功率即為驅(qū)動(dòng)功率,即為轉(zhuǎn)化的機(jī)械功率;當(dāng)輪椅勻速前進(jìn)時(shí)的阻力和動(dòng)力相等,根據(jù)P=
=
=Fv求出輪椅勻速前進(jìn)的速度.
點(diǎn)評(píng):本題考查了電路圖的分析、歐姆定律、電功率公式、功率公式的靈活應(yīng)用以及串聯(lián)電路特點(diǎn)的應(yīng)用等,涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,綜合性強(qiáng);關(guān)鍵是找出題目中隱含的信息和靈活的應(yīng)用相關(guān)知識(shí)進(jìn)行求解.