Question

（10分）某實(shí)驗(yàn)小組為研究玩具電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，準(zhǔn)備用以下器材來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，盡可能精確地測(cè)量電動(dòng)機(jī)工作時(shí)兩端電壓U和流過(guò)內(nèi)部線(xiàn)圈的電流強(qiáng)度I，并描繪出U-I圖線(xiàn)，要求包括（0，0）這組數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)器材如下：

待測(cè)電動(dòng)機(jī)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(dòng)變阻器R（最大阻值為100Ω），

電源E（電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻不計(jì)），

開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線(xiàn)若干。

（1）請(qǐng)你選擇適當(dāng)?shù)钠鞑�，在虛線(xiàn)框中畫(huà)出符合題意的測(cè)量電路圖，并把儀器或元件的

符號(hào)標(biāo)在相應(yīng)的位置。

（2）下表為某同學(xué)的探測(cè)記錄，試根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)后作出電動(dòng)機(jī)兩端電

壓U隨電流I的變化圖線(xiàn)。

（3）由圖可知該電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線(xiàn)圈的電阻約為_(kāi)__________Ω。

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

 

Answer 1

【答案】

（1）見(jiàn)解析 （2）見(jiàn)解析 （3）2.50 （4）見(jiàn)解析

【解析】

試題分析：（1）因?yàn)轭}目要求盡可能精確測(cè)量，故變阻器應(yīng)采用分壓式，待測(cè)電動(dòng)機(jī)額定電流0.6A，故應(yīng)選擇電流表A₂，設(shè)計(jì)電路圖如下：

 

（2）圖像采用常規(guī)描點(diǎn)畫(huà)圖的方法進(jìn)行，應(yīng)注意的是，在電壓為2V之前，電動(dòng)機(jī)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(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)；在電壓達(dá)到2.5V之后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，所畫(huà)伏安圖像應(yīng)是一條平滑的曲線(xiàn)，如上圖乙所示。

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

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

考點(diǎn)：伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)