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    用如图甲所示的装置探究直流电机转动时线圈的电热功率与输入电流的关系，图中电路图未画出，现备有如下实验器材：
    A．直流电机M（3.0V，1W）
    B．3V直流电源
    C．电流表（0-0.6A，0.5Ω）
    D．电流表（0-3A，0.1Ω）
    E．电压表（0-3V，内阻约3kΩ）
    F．滑动变阻器（0-5Ω）
    G．开关、导线若干
    H．秒表
    I．电火花打点计时器
    J．重锤P（约0.1kg）
    K．纸带          
    L．刻度尺
    M．弹簧测力计    
    N．游标卡尺
    （1）为测量电机线圈的电热功率，上述提供的器材中多余的是______（写出器材序号）；
    （2）根据实验要求，在图甲虚线框内画全实验电路图；
    （3）实验中，若测出电压表的读数为u，电流表的读数为I，重锤的重力为G，电机匀速提升重物的速度为v，则电机线圈的电热功率可表示为______；若在某一输入电流下，电机提升重锤运动时打点纸带如图乙所示（图中相邻计数点的时间间隔T=0.04s），根据纸带数据，可求得重锤匀速向上运动时的速度v=______m/s；
    （4）改变电路中的电流，得出电机线圈在不同电流I下的电热功率P热，作出P热-I2图线如图丙中实线所示，发现实验图线与理论图线存在较大偏差，你认为偏差的原因可能是______．

    【答案】分析：（1）根据电机的电压和功率，分析最大电流，判断电流表的量程，而秒表和游标卡尺明显是多余的器材．
    （2）根据题意电压表测电动机两端的电压，电流表测电动机的电流，电源和变阻器提供电压．根据此原理可补全电路．
    （3）根据能量守恒：输入电机的电功率等于电机先去的电热功率加上电机的输出功率．
    （4）P热-I2图线的理论图线的斜率表示线圈的电阻RA，实际图线的斜率会增大的原因是线圈中电阻随温度升高而增大．
    解答：解：（1）直流电机M（3.0V，1W），即正常工作时的最大电流为1A，所以电流表（0-0.6A，0.5Ω）即可，而电流表（0-3A，0.1Ω）量程过大不需要．故D多余．
    此题不需要测时间，也不需要游标卡尺测长度，故H、N都是多余的．
    故多余的器材为：DHN．
    （2）实验电路图如右图所示：
    （3）根据能量守恒定律：输入电机的电功率等于电机先去的电热功率加上电机的输出功率，所以
    P热=uI-GV 
    根据纸带分析可知匀速运动的速度为： 
    （4）因为P热=I2RA，所以P热-I2图线的理论图线的斜率表示线圈的电阻RA，实际图线的斜率会增大的原因是线圈中电阻随温度升高而增大．
    故答案为；（1）DHN
    （2）P热=uI-GV
    0.55m/s
    （3）线圈中电阻随温度升高而增大
    点评：此题要求把实验原理搞清楚，这样才能判断多余的器材，才能补全电路，才能计算热功率．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理（天津卷带解析） 题型：问答题

    （1）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a=      ，线速度v=       。
    （2）某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

    ①下列做法正确的是                ，（填字母代号）
    A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
    B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
    C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
    D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
    ②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量                  木块和木块上砝码的总质量。（填“远大于”、“远小于”或“近似等于“）
    ③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲        m乙，μ甲      μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”）

    （3）要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：
    电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；
    电流表（量程为0250mA，内阻约5Ω）；
    电压表（量程为03V，内阻约3kΩ）；
    电键一个、导线若干。
    ①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的      （填字母代号）。
    A.滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
    B.滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
    ②实验的电路图应选用下列的图            （填字母代号）。

    ③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是                  W。

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    科目：高中物理 来源：2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理（天津卷解析版） 题型：简答题

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    ①下列做法正确的是                ，（填字母代号）

    A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

    B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

    C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

    D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

    ②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量                  木块和木块上砝码的总质量。（填“远大于”、“远小于”或“近似等于“）

    ③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲        m乙，μ甲      μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”）

    （3）要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：

    电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；

    电流表（量程为0250mA，内阻约5Ω）；

    电压表（量程为03V，内阻约3kΩ）；

    电键一个、导线若干。

    ①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的      （填字母代号）。

    A.滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）

    B.滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）

    ②实验的电路图应选用下列的图            （填字母代号）。

    ③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是                  W。

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （08年西南师大附中月考）（6分） ①如图所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，以下说法正确的是（      ）

       

    A．A板与静电计的指针带的是异种电荷

    B．甲图中将B板上移，静电计的指针偏角增大

    C．乙图中将B板左移，静电计的指针偏角不变

    D．丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小

    ②右图是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验示意图，电极A接电源负极，电极B接电源正极，a、b、c、d、e是五个基准点。当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向“+”接线柱一侧偏转；当电流从“－”接线柱流入电流表时，指针向“－”接线柱一侧偏转。在实验时，探针Ⅰ接触基准点d，另一探针Ⅱ接触探测点p（pd连线垂直于AB连线）时，灵敏电流计指针向“－”接线柱一侧偏转，为尽快探测到与d点等电势的点，探针Ⅱ可由p点（     ）

    A．向上移动      B．向下移动        C．向左移动         D．向右移动

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