Question

某實(shí)驗(yàn)小組為研究玩具電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，準(zhǔn)備用以下器材來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，盡可能精確地測(cè)量電動(dòng)機(jī)工作時(shí)兩端電壓U和流過(guò)內(nèi)部線圈的電流強(qiáng)度I，并描繪出U-I圖線如圖2，要求包括（0，0）這組數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)器材如下：
待測(cè)電動(dòng)機(jī)M（額定電流0.6A，額定電壓4.5V），
電流表A₁（量程3.0A，內(nèi)阻約為40Ω），
電流表A₂（量程1.0A，內(nèi)阻約為50Ω），
電壓表V（量程4.5V，內(nèi)阻約為5kΩ），
滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為100Ω），
電源E（電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻不計(jì)），
開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)你選擇適當(dāng)?shù)钠鞑�，在如圖1所示的虛線框中畫(huà)出符合題意的測(cè)量電路圖，并把儀器或元件的位置．
（2）下表為某同學(xué)的探測(cè)記錄，試根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)后作出電動(dòng)機(jī)兩端電
壓U隨電流I的變化圖線．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	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(dòng)機(jī)狀態(tài)	不轉(zhuǎn)動(dòng)					轉(zhuǎn)動(dòng)

（3）由圖可知該電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈的電阻約為_(kāi)_____Ω．
（4）比較第5、6組數(shù)據(jù)，試說(shuō)明為什么電動(dòng)機(jī)兩端電壓U變大了而通過(guò)它的電流反而減小了？______．

Answer 1

（1）實(shí)驗(yàn)要求圖象過(guò)（0，0）點(diǎn)，即電壓與電流從零開(kāi)始變化，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻5kΩ，因此電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出圖象，圖象如圖所示．
（3）電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻電路，由圖象可知，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r=

U

I

=

2V

0.8A

=2.5Ω．
（4）比較第5、6組數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓為2.00V和2.50V時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率相同，都是1.60W，
但是電壓為2.00V時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而電壓為2.50V時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，有電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，
轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量變少，由P_熱=I²R可知電流會(huì)減小．


故答案為：（1）電路如圖所示；（2）圖象如圖所示；（3）2.5；（4）電動(dòng)機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分減少．