Question

【題目】（10分）某物理“科技制作”小組裝配一臺小直流電動機，其額定電壓5V，額定電流0.5A，線圈繞阻小于1。已知當電動機兩端電壓小于1V時，電動機不會發生轉動。為了研究其在一定電壓范圍內，輸出功率與輸入電壓的關系。請你幫助該小組完成該項工作。已知學校實驗室提供的器材有：

直流電源E，電壓6V，內阻不計；

小直流電動機M；

電壓表V1，量程0～0.6V，內阻約3k；

電壓表V2，量程0～6V，內阻約15k；

電流表A1，量程0～0.6A，內阻約1；

電流表A2，量程0～3A，內阻約0.5；

滑動變阻器R，0～10，2A；

電鍵S一只，導線若干。

①首先要比較精確測量電動機的線圈繞阻。根據合理的電路進行測量時，要控制電動機不轉動，調節滑動變阻器，使電壓表和電流表有合適的示數，電壓表應該選 。若電壓表的示數為0.1V，電流表的示數為0.2A，則內阻 ，這個結果比真實值偏 （選填“大”或“小”）。

②在方框中畫出研究電動機的輸出功率與輸入電壓的關系的實驗電路圖。（標明所選器材的符號）

③當電壓表的示數為4.5V時，電流表示數如圖所示，此時電動機的輸出功率是 W。

Answer 1

【答案】① V1 ；0.5；小； ②設計的電路如圖所示。③1.72。

【解析】

試題分析：①由于要控制電動機不轉動，其兩端電壓小于1V，故電壓表應選用V1，電動機的內阻r==0.5Ω，由于電動機的電阻很小，故宜采用電流表外接法測量，那么電流表的測量值偏大，計算得出的內阻值偏小；②電動機正常工作時的兩端電壓為5V，故測其兩端電壓的電壓表應該選用V2，其額定電流為0.5A，故電流表選用A1，電路圖如圖所示，電路設計為分壓電路也可；③由于電壓表的示數為4.5V時，電流表的示數為0.4A，故電動機消耗的電功率為4.5V×0.4A=1.8W，用于發熱的電功率為（0.4A）2×0.5Ω=0.08W，故電動機的輸出功率為P=1.8W－0.08W=0.72W。