問題詳情:
(10分)小明、小剛、小敏所在的學習興趣小組在研究玩具電動機的工作狀態時,想描繪出電動機工作時兩端電壓U和透過電動機線圈的電流I的U-I圖線。
實驗室備有下列器材:
待測電動機M(額定電流0.9A,額定電壓4.O V)
電流表(量程5A,內阻約0.1)
電流表(量程0.6 A,內阻2.0 )
電壓表(量程4.5 V,內阻約8 k)
電壓表 (量程3V,內阻約10 k)
電阻箱(0~99.9)
滑動變阻器(最大阻值爲100)
滑動變阻器(最大阻值爲10)
電源E(電動勢爲6V,內阻很小)
開關S,導線若干
爲了達到實驗目的且*作方便、並儘可能提高測量精度,他們設計了圖*所示的測量電路圖,並讓小明先把量程爲0.6 A的電流表改裝成了量程爲1.0A的電流表。
①圖*中電流表應選________,電壓表應選________,滑動變阻器應選_________;虛線框中的元件是__________。(均填器材代號字母)
②實驗中,小組同學團結合作、按正確*作完成了實驗。小敏根據探測記錄,作出了圖 乙所示的M在不轉動和轉動兩種情形下兩端電壓U隨電流I變化的圖線。由圖可知,M內部線圈的電阻約爲________。(結果保留兩位有效數字)
③小剛根據小敏作出的U-I圖線對M兩端電壓數據進行比較。他發現:M兩端電壓爲2.5 V時透過M的電流,居然小於M兩端電壓爲2.0V時透過M的電流!出現這一結果的主要原因是:___________。
【回答】
【*】①A2 V1 R2 R0 ②2.5
③兩個狀態下M的輸入功率幾乎相等,M不轉動時,輸入電能全部轉化爲熱能,但是M轉動起來後,輸入電能只有一小部分轉化爲內能,由可知,變小,I變小
【解析】
(2)①電壓表測量電動機電壓,而電動機額定電壓爲4V,所以電壓表選擇V1(量程4.5V,內阻約8kΩ),
電動機的額定電流爲0.9A,所以電流表不能選用量程5A的,則選用A2(量程0.6A,內阻2.0Ω),則在電流表上需要並聯一個電阻,以增大其量程,所以虛線框中的元件是電阻箱R0(0~99.9Ω),滑動變阻器使用最大阻值較小的,有利於數據的測量和誤差的減小,故選滑動變阻器R2(最大阻值爲10Ω);
②電動機M在不轉動爲純電阻電路,根據歐姆定律得:
M內部線圈的電阻;
③根據圖象數據可知,兩個狀態下M的輸入功率幾乎相等,M不轉動時,輸入電能全部轉化爲熱能,但是M轉動起來後,輸入電能只有一小部分轉化爲內能,由可知,變小,I變小。
【考點】描繪小電珠的伏安特*曲線
知識點:電路及其應用單元測試
題型:實驗,探究題