某实验小组为研究玩具电动机的工作过程,准备用以下器材来设计实验,尽可能精确地测量电动机工作时两端电压U和流过内部线圈的电流强度I,并描绘出U-I图线如图2,要求包括(0,

◎ 题目

某实验小组为研究玩具电动机的工作过程,准备用以下器材来设计实验,尽可能精确地测量电动机工作时两端电压U和流过内部线圈的电流强度I,并描绘出U-I图线如图2,要求包括(0,0)这组数据.实验器材如下:
待测电动机M(额定电流0.6A,额定电压4.5V),
电流表A1(量程3.0A,内阻约为40Ω),
电流表A2(量程1.0A,内阻约为50Ω),
电压表V(量程4.5V,内阻约为5kΩ),
滑动变阻器R(最大阻值为100Ω),
电源E(电动势为6V,内阻不计),
开关S,导线若干.
(1)请你选择适当的器材,在如图1所示的虚线框中画出符合题意的测量电路图,并把仪器或元件的位置.
(2)下表为某同学的探测记录,试根据表格中数据在坐标纸上描点后作出电动机两端电
压U随电流I的变化图线.

实验次数12345678910
电压U/V00.501.001.502.002.503.003.504.004.50
电流I/A00.180.400.610.800.640.750.840.900.93
电动机状态不转动转动
(3)由图可知该电动机内部线圈的电阻约为______Ω.
(4)比较第5、6组数据,试说明为什么电动机两端电压U变大了而通过它的电流反而减小了?______.

◎ 答案

(1)实验要求图象过(0,0)点,即电压与电流从零开始变化,则滑动变阻器应采用分压接法;电动机内阻较小,远小于电压表内阻5kΩ,因此电流表应采用外接法,实验电路图如图所示.
(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后根据描出的点作出图象,图象如图所示.
(3)电动机不转时是纯电阻电路,由图象可知,电动机内阻r=
U
I
=
2V
0.8A
=2.5Ω.
(4)比较第5、6组数据可知,当电压为2.00V和2.50V时电动机的输入功率相同,都是1.60W,
但是电压为2.00V时电动机不转,电能全部转化为内能,而电压为2.50V时电动机转动,有电能转化为机械能,
转化为内能的量变少,由P=I2R可知电流会减小.


故答案为:(1)电路如图所示;(2)图象如图所示;(3)2.5;(4)电动机消耗的电能转化为内能的部分减少.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“某实验小组为研究玩具电动机的工作过程,准备用以下器材来设计实验,尽可能精确地测量电动机工作时两端电压U和流过内部线圈的电流强度I,并描绘出U-I图线如图2,要求包括(0,…”主要考查了你对  【实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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