Question

（10分）某實驗小組為研究玩具電動機的工作過程，準備用以下器材來設(shè)計實驗，盡可能精確地測量電動機工作時兩端電壓U和流過內(nèi)部線圈的電流強度I，并描繪出U-I圖線，要求包括（0，0）這組數(shù)據(jù)。實驗器材如下：

待測電動機M（額定電流0．6A，額定電壓4．5 V），   

電流表A₁（量程3．0A，內(nèi)阻約為40Ω），

電流表A₂（量程1．0A，內(nèi)阻約為50Ω），

電壓表V（量程4．5 V，內(nèi)阻約為5 kΩ），

滑動變阻器R（最大阻值為100Ω），

電源E（電動勢為6V，內(nèi)阻不計），

開關(guān)S，導(dǎo)線若干。

（1）請你選擇適當?shù)钠鞑�，在虛線框中畫出符合題意的測量電路圖，并把儀器或元件的

符號標在相應(yīng)的位置。

（2）下表為某同學(xué)的探測記錄，試根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點后作出電動機兩端電

壓U隨電流I的變化圖線。

（3）由圖可知該電動機內(nèi)部線圈的電阻約為___________Ω。

（4）比較第5、6組數(shù)據(jù)，試說明為什么電動機兩端電壓U變大了而通過它的電流反而減小了?____________________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）見解析 （2）見解析 （3）2.50 （4）見解析

【解析】

試題分析：（1）因為題目要求盡可能精確測量，故變阻器應(yīng)采用分壓式，待測電動機額定電流0.6A，故應(yīng)選擇電流表A₂，設(shè)計電路圖如下：

 

（2）圖像采用常規(guī)描點畫圖的方法進行，應(yīng)注意的是，在電壓為2V之前，電動機處于不轉(zhuǎn)狀態(tài)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，伏安圖像應(yīng)是一條過原點的直線；在電壓達到2.5V之后，電動機轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，所畫伏安圖像應(yīng)是一條平滑的曲線，如上圖乙所示。

（3）結(jié)合電壓在2.5V之前的直線圖像可知，該直線的斜率即內(nèi)部線圈電阻，故求得。

（4）比較第 5、6 組數(shù)據(jù)可知，當電壓為 2.00 V 和 2.50 V 時電動機的輸入功率相同，都是1.60 W，但是電壓為 2.00 V 時電動機不轉(zhuǎn)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而電壓為 2.50 V 時電動機轉(zhuǎn)動，有電能轉(zhuǎn)化為機械能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量變少，由 P _熱=I²R可知電流會減小。

考點：伏安法測電阻實驗