Question

11．某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5V，0.5A”的小直流电动机，．现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内，输出功率与输入电压的关系，学校实验室提供的器材有：
①直流电源E，电压6V，内阻不计；
②小直电流电动机M；
③电压表，量程0～0.6V，内阻约3kΩ；
④电压表，量程0～6V，内阻约15kΩ；
⑤电流表，量程0～0.6A，内阻约1kΩ；
⑥电流表，量程0～3A，内阻约0.5Ω；
⑦滑动变阻器R，0～10Ω，2A；
⑧开关一只S，导线若干．
（1）首先要比较精确测量电动机的内阻r．根据合理的电路进行测量时，控制电动机不转动，调节滑动变阻器．若电压表的示数为2.5V，电流表的示数为0.5A，则内阻r=0.5Ω，这个结果比真实值偏偏小（填“大”或“小”）．
（2）在图1中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图．（标明所选器材的符号） 
（3）当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图2所示，此时电动机的输出功率是1.72W．

Answer 1

分析 （1）由题目中的已知条件可知，电机两端的电压，则可选择电压表；由欧姆定律可求得内阻；根据电路的特点可分析实验误差；
（2）要测出输出功率与输入电压的关系，可以采用分压接法，由电压表测电动机两端的电压；
（3）由图可读出电流表的示数，则由功率公式可求得电动机的总功率及内部电阻消耗的功率，则可求同电动机的输出功率．

解答 解：（1）由于小电动机电阻很小，电流也小，因此应选小量程电流表、电压表．r=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5}{0.5}$=0.5Ω．由图可知电压表分流，故测量值比真实值小．
（2）电压表应选V₂，电流表A₁，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式电路．电路如图所示；
（3）由图可知，电流为0.4A；则输出功率：
P_出=UI-I²R=4.5×0.4 W-0.4²×0.5 W=1.72 W．
故答案为：（1）0.5　小　（2）如图所示　（3）1.72．

点评 在仪表的选择中要注意应使测量结果更准确和安全，故电表的量程应略大于电路中可能出现的最大电流；
在接法中要注意根据各电器内阻的大小，灵活选择对应的接法．