Question

11．某中學的物理“小制作”小組裝配了一臺“5V，0.5A”的小直流電動機，．現(xiàn)要進一步研究這個小直流電動機在允許的輸入電壓范圍內(nèi)，輸出功率與輸入電壓的關(guān)系，學校實驗室提供的器材有：
①直流電源E，電壓6V，內(nèi)阻不計；
②小直電流電動機M；
③電壓表，量程0～0.6V，內(nèi)阻約3kΩ；
④電壓表，量程0～6V，內(nèi)阻約15kΩ；
⑤電流表，量程0～0.6A，內(nèi)阻約1kΩ；
⑥電流表，量程0～3A，內(nèi)阻約0.5Ω；
⑦滑動變阻器R，0～10Ω，2A；
⑧開關(guān)一只S，導線若干．
（1）首先要比較精確測量電動機的內(nèi)阻r．根據(jù)合理的電路進行測量時，控制電動機不轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)滑動變阻器．若電壓表的示數(shù)為2.5V，電流表的示數(shù)為0.5A，則內(nèi)阻r=0.5Ω，這個結(jié)果比真實值偏偏小（填“大”或“小”）．
（2）在圖1中畫出研究電動機的輸出功率與輸入電壓的關(guān)系的實驗電路圖．（標明所選器材的符號） 
（3）當電壓表的示數(shù)為4.5V時，電流表示數(shù)如圖2所示，此時電動機的輸出功率是1.72W．

Answer 1

分析 （1）由題目中的已知條件可知，電機兩端的電壓，則可選擇電壓表；由歐姆定律可求得內(nèi)阻；根據(jù)電路的特點可分析實驗誤差；
（2）要測出輸出功率與輸入電壓的關(guān)系，可以采用分壓接法，由電壓表測電動機兩端的電壓；
（3）由圖可讀出電流表的示數(shù)，則由功率公式可求得電動機的總功率及內(nèi)部電阻消耗的功率，則可求同電動機的輸出功率．

解答 解：（1）由于小電動機電阻很小，電流也小，因此應(yīng)選小量程電流表、電壓表．r=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5}{0.5}$=0.5Ω．由圖可知電壓表分流，故測量值比真實值小．
（2）電壓表應(yīng)選V₂，電流表A₁，電流表采用外接法，滑動變阻器采用分壓式電路．電路如圖所示；
（3）由圖可知，電流為0.4A；則輸出功率：
P_出=UI-I²R=4.5×0.4 W-0.4²×0.5 W=1.72 W．
故答案為：（1）0.5　小　（2）如圖所示�。�3）1.72．

點評 在儀表的選擇中要注意應(yīng)使測量結(jié)果更準確和安全，故電表的量程應(yīng)略大于電路中可能出現(xiàn)的最大電流；
在接法中要注意根據(jù)各電器內(nèi)阻的大小，靈活選擇對應(yīng)的接法．