Question

某實驗小組為研究玩具電動機的工作過程，準備用以下器材來設計實驗，盡可能精確地測量電動機工作時兩端電壓U和流過內部線圈的電流強度I，并描繪出U-I圖線如圖2，要求包括（0，0）這組數據．實驗器材如下：
待測電動機M（額定電流0.6A，額定電壓4.5V），
電流表A₁（量程3.0A，內阻約為40Ω），
電流表A₂（量程1.0A，內阻約為50Ω），
電壓表V（量程4.5V，內阻約為5kΩ），
滑動變阻器R（最大阻值為100Ω），
電源E（電動勢為6V，內阻不計），
開關S，導線若干．
（1）請你選擇適當的器材，在如圖1所示的虛線框中畫出符合題意的測量電路圖，并把儀器或元件的位置．
（2）下表為某同學的探測記錄，試根據表格中數據在坐標紙上描點后作出電動機兩端電
壓U隨電流I的變化圖線．

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
電壓U/V	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50	4.00	4.50
電流I/A	0	0.18	0.40	0.61	0.80	0.64	0.75	0.84	0.90	0.93
電動機狀態	不轉動					轉動

（3）由圖可知該電動機內部線圈的電阻約為______Ω．
（4）比較第5、6組數據，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）實驗要求圖象過（0，0）點，即電壓與電流從零開始變化，則滑動變阻器應采用分壓接法；電動機內阻較小，遠小于電壓表內阻5kΩ，因此電流表應采用外接法，實驗電路圖如圖所示．
（2）根據表中實驗數據在坐標系內描出對應的點，然后根據描出的點作出圖象，圖象如圖所示．
（3）電動機不轉時是純電阻電路，由圖象可知，電動機內阻r=

U

I

=

2V

0.8A

=2.5Ω．
（4）比較第5、6組數據可知，當電壓為2.00V和2.50V時電動機的輸入功率相同，都是1.60W，
但是電壓為2.00V時電動機不轉，電能全部轉化為內能，而電壓為2.50V時電動機轉動，有電能轉化為機械能，
轉化為內能的量變少，由P_熱=I²R可知電流會減小．


故答案為：（1）電路如圖所示；（2）圖象如圖所示；（3）2.5；（4）電動機消耗的電能轉化為內能的部分減少．