Question

（10分）某實驗小組為研究玩具電動機的工作過程，準(zhǔn)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(dāng)?shù)钠鞑模�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(biāo)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(biāo)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

（1）（2）見解析 （3）2.50(4) 第5、6組數(shù)據(jù)功率相同，但是第5組數(shù)據(jù)電動機不轉(zhuǎn)為純電阻電路，1.6w就是熱功率，而第6組數(shù)據(jù)電動機已經(jīng)轉(zhuǎn)動，1.6w的功率有部分轉(zhuǎn)化為機械功率，只有部分發(fā)熱是熱功率即熱功率小于1.6w所以電流小

試題分析：（1）電動機額定電流0.6A，那么電流表的量程1A的讀數(shù)更精確，3A量程過大，讀數(shù)不準(zhǔn)確。要求包括（0，0）這組數(shù)據(jù)，必須能夠把電動機的電壓調(diào)整為0，滑動變阻器選擇分壓式（2）描點作圖注意第六組數(shù)據(jù)前后關(guān)系變化。

（3）電流低于0.8A時，電動機不轉(zhuǎn)動，變?yōu)榧冸娮桦娐罚?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825000204907479.png" style="vertical-align:middle;" />也就是上一問中電壓電流圖像中前面幾組數(shù)據(jù)的圖像斜率，有圖像可知道2.50A。（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