Question

（10分）小明、小刚、小敏所在的学习兴趣小组在研究玩具电动机的工作状态时，想描绘出电动机工作时两端电压U和通过电动机线圈的电流I的U-I图线。

    实验室备有下列器材：

    待测电动机M(额定电流0.9A，额定电压4.O V)

    电流表（量程5A，内阻约0.1）

    电流表（量程0.6 A，内阻2．0 ）

    电压表(量程4.5 V，内阻约8 k)

    电压表  (量程3V，内阻约10 k)

    电阻箱(0～99.9)

    滑动变阻器（最大阻值为100）

    滑动变阻器(最大阻值为10)

    电源E（电动势为6V，内阻很小）

    开关S，导线若干

    为了达到实验目的且操作方便、并尽可能提高测量精度，他们设计了图甲所示的测量电路图，并让小明先把量程为0.6 A的电流表改装成了量程为1.0A的电流表。

    ①图甲中电流表应选________，电压表应选________,滑动变阻器应选_________；虚线框中的元件是__________。（均填器材代号字母）

    ②实验中，小组同学团结合作、按正确操作完成了实验。小敏根据探测记录，作出了图  乙所示的M在不转动和转动两种情形下两端电压U随电流I变化的图线。由图可知，M内部线圈的电阻约为________。（结果保留两位有效数字）

    ③小刚根据小敏作出的U-I图线对M两端电压数据进行比较。他发现：M两端电压为2.5 V时通过M的电流，居然小于M两端电压为2.0V时通过M的电流！出现这一结果的主要原因是：___________。

Answer 1

【答案】①A2     V1      R2       R0           ②2.5

③两个状态下M的输入功率几乎相等，M不转动时，输入电能全部转化为热能，但是M转动起来后，输入电能只有一小部分转化为内能，由可知，变小，I变小

【解析】

（2）①电压表测量电动机电压，而电动机额定电压为4V，所以电压表选择V1（量程4.5V，内阻约8kΩ），

电动机的额定电流为0.9A，所以电流表不能选用量程5A的，则选用A2（量程0.6A，内阻2.0Ω），则在电流表上需要并联一个电阻，以增大其量程，所以虚线框中的元件是电阻箱R0（0～99.9Ω），滑动变阻器使用最大阻值较小的，有利于数据的测量和误差的减小，故选滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）；

②电动机M在不转动为纯电阻电路，根据欧姆定律得：

M内部线圈的电阻；

③根据图象数据可知，两个状态下M的输入功率几乎相等，M不转动时，输入电能全部转化为热能，但是M转动起来后，输入电能只有一小部分转化为内能，由可知，变小，I变小。

【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线