Question

（10分）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，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4．5 V），   
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4．5 V，內阻約為5 kΩ），
滑動變阻器R（最大阻值為100Ω），
電源E（電動勢為6V，內阻不計），
開關S，導線若干。
（1）請你選擇適當的器材，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在相應的位置。

（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。


（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）（2）見解析 （3）2.50(4) 第5、6組數據功率相同，但是第5組數據電動機不轉為純電阻電路，1.6w就是熱功率，而第6組數據電動機已經轉動，1.6w的功率有部分轉化為機械功率，只有部分發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的讀數更精確，3A量程過大，讀數不準確。要求包括（0，0）這組數據，必須能夠把電動機的電壓調整為0，滑動變阻器選擇分壓式（2）描點作圖注意第六組數據前后關系變化。

（3）電流低于0.8A時，電動機不轉動，變為純電阻電路，也就是上一問中電壓電流圖像中前面幾組數據的圖像斜率，有圖像可知道2.50A。（4））比較第 5、6組數據可知，當電壓為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，電能全部轉化為內能，而電壓為 2.50 V 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