Question

18．某同學從廢舊玩具上拆下電池、小電動機．電阻、電容、電感線圈等電子器材，現從這些材料中選取小電動機進行研究．想盡可能精確地描繪出電動機通電后兩端電壓U和流過內部線圈的電流強度I的U-I圖線．要求包括（0，0）這組數據．所以準備的實驗器材如下：
待測電動機M（額定電壓4.5V）    
電流表A（內阻比較�。�
電壓表V（可看成理想電表）      
滑動變阻器R
電池E（電動勢約為6V）          
開關S，導線若干．

（1）請你按實驗要求完成圖甲實物圖的連接．
（2）為了讀數簡便，該同學每次調節(jié)滑動變阻器滑片都讓電壓表示數變化0.5V這個幅度進行，下表為實驗記錄，試根據表中數據在圖乙坐標紙上描點后作出電動機兩端電壓U隨電流I的變化圖線．

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
電壓U/v	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50	4.00	4.50
電流I/A	0	0.18	0.40	0.61	0.80	0.64	0.75	0.84	0.90	0.93
電動機狀態(tài)	不轉動					轉動

（ 3 ）由圖可知該電動機內部線圈的電阻約為2.50Ω．
（4）比較第5、6組數據，試說明為什么電動機兩端電壓U變大了而通過它的電流反而減小了？第5、6組數據功率相同，但第5組數據電動機不轉動，為純電阻，1.6W是熱功率，而第6組數據電動機已經轉動，1.6W部分轉化為機械功率，只有部分熱功率，所以電流較小．
（5）為了更精確的描繪電動機兩種狀態(tài)下工作的U-I圖線，在調節(jié)滑動變阻器時，有什么好的建議？在采集好5組數據后，應減小調節(jié)滑動變阻器的幅度，在此區(qū)域內多采集幾組數據．

Answer 1

分析 （1）根據實驗要求包括（0，0）這組數據，所以滑動變阻器應該使用分壓式，由于電壓表可看成理想電表，所以電流表用外接法；
（2）根據描點法，作出圖象；
（3）電動機不轉時，為純電阻，根據U-I圖象的斜率表示電阻求解；
（4）第5、6組數據功率相同，但一個是電動機不轉，另一個電動機轉動，一個是純電阻，一個是非純電阻，據此分析即可；
（5）在采集好5組數據后，應減小調節(jié)滑動變阻器的幅度，在此區(qū)域內多采集幾組數據．

解答 解：（1）實驗要求包括（0，0）這組數據，所以滑動變阻器應該使用分壓式，由于電壓表可看成理想電表，所以電流表用外接法，連接實物圖，如圖所示：
（2）根據描點法，作出圖象，如圖所示：
（3）電動機不轉時，為純電阻，根據U-I圖象的斜率表示電阻可知：
r=$\frac{2.0}{0.8}=2.50Ω$，
（4）第5、6組數據功率相同，但第5組數據電動機不轉動，為純電阻，1.6W是熱功率，而第6組數據電動機已經轉動，1.6W部分轉化為機械功率，只有部分熱功率，所以電流較小，
（5）在采集好5組數據后，應減小調節(jié)滑動變阻器的幅度，在此區(qū)域內多采集幾組數據．
故答案為：（1）如圖所示；（2）如圖所示；（3）2.50；（4）第5、6組數據功率相同，但第5組數據電動機不轉動，為純電阻，1.6W是熱功率，而第6組數據電動機已經轉動，1.6W部分轉化為機械功率，只有部分熱功率，所以電流較��；（5）在采集好5組數據后，應減小調節(jié)滑動變阻器的幅度，在此區(qū)域內多采集幾組數據．

點評 確定滑動變阻器與電流表的接法是正確選擇實驗電路的前提與關鍵，電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應采用分壓接法，注意本題中電動機不轉時相當于純電阻電路，轉動時有一部分電能轉化為機械能．