Question

某一小型電風(fēng)扇額定電壓為4.0V，額定功率為2.4W．某實驗小組想通過實驗描繪出小電風(fēng)扇的伏安特性曲線．實驗中除導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：

A．電源E（電動勢為4.5V）

B．電壓表V（量程為0～5V，內(nèi)阻約為4kΩ）

C．電流表A₁（量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）

D．電流表A₂（量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω）；

E．滑動變阻器R₁（最大阻值10Ω，額定電流1A）

F．滑動變阻器R₂（最大阻值2kΩ，額定電流100mA）

①為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，實驗中所用電流表應(yīng)選用　　，滑動變阻器應(yīng)選用　　．（填所選儀器前的字母序號）．

②請你為該小組設(shè)計實驗電路，并把電路圖畫在虛線內(nèi)（小電風(fēng)扇的電路符號如圖1所示）．

③操作過程中發(fā)現(xiàn)，小電風(fēng)扇通電后受阻力作用，電壓表讀數(shù)小于0.5V時電風(fēng)扇沒啟動．該小組測繪出的小電風(fēng)扇的伏安特性曲線如圖2所示，由此可以判定，正常工作時的發(fā)熱功率為　　，機(jī)械功率為　　．

Answer 1

考點：

描繪小電珠的伏安特性曲線．
專題：	實驗題；恒定電流專題．
分析：	①選擇器材需安全、精確，根據(jù)電風(fēng)扇的額定電流確定電流表的量程，通過電風(fēng)扇電阻的大約值，從測量的誤差和可操作性角度選擇滑動變阻器． ②測量伏安特性電流、電壓需從零開始測起，滑動變阻器需采用分壓式接法，根據(jù)電風(fēng)扇內(nèi)阻的大小確定電流表的內(nèi)外接． ③電壓表讀數(shù)小于0.5V時電風(fēng)扇沒啟動．電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)歐姆定律求出電風(fēng)扇的電阻，正常工作時根據(jù)電流和內(nèi)阻求出發(fā)熱功率，根據(jù)輸入功率，通過能量守恒求出機(jī)械功率．
解答：	解：①電風(fēng)扇的額定電流I==0.6A，從讀數(shù)誤差的角度考慮，電流表選擇C．電風(fēng)扇的電阻比較小，則滑動變阻器選擇總電阻為10Ω的誤差較小，即選擇E． ②因為電壓電流需從零開始測起，則滑動變阻器采用分壓式接法，電風(fēng)扇的電阻大約R=≈6.67Ω，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，電流表采用外接法．電路圖如圖所示． ③電壓表讀數(shù)小于0.5V時電風(fēng)扇沒啟動．根據(jù)歐姆定律得， R===2.5Ω． 正常工作時電壓為4V，根據(jù)圖象知電流為0.6A， 則電風(fēng)扇發(fā)熱功率P=I2R=0.36×2.5W=0.9W， 則機(jī)械功率P′=UI﹣I2R=2.4﹣0.9=1.5W． 故答案為：①C、E ②如圖所示 ③2.5Ω，0.9W，1.5W．
點評：	解決本題的關(guān)鍵掌握器材選取的原則，即安全，精確．以及知道滑動變阻器分壓式和限流式接法的區(qū)別，電流表內(nèi)外接的區(qū)別． 知道有電動機(jī)存在的電路是非純電阻電路，清楚電風(fēng)扇沒啟動時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，正常工作時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能．