Question

16．某校課外研究性小組成員想了解一下玩具電動(dòng)機(jī)的工作性能．所用的器材為：A．待測(cè)電動(dòng)機(jī)M； B．電池組一個(gè)； C．電流表（量程：0-0.6-3A）； D．電壓表（量程：0-3-15V）； E．滑動(dòng)變阻器一只（0-5Ω，3A）；F．單刀開(kāi)關(guān)一只； G．導(dǎo)線若干．
（1）小方同學(xué)所連接的電路如圖甲所示，圖中還有一根導(dǎo)線沒(méi)有連好，請(qǐng)用筆代線在圖甲中畫(huà)出．（不許改變其它導(dǎo)線）．
（2）小方用連接好的電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)據(jù)如下表．

U/V	0.03	0.08	0.10	0.15	0.20	0.23	0.30	0.40	0.50	0.60	0.90	1.00	1.10
I/A	0.06	0.12	0.18	0.24	0.30	0.36	0.20	0.21	0.22	0.23	0.26	0.28	0.29

他在I-U圖象上描出各測(cè)量點(diǎn)如圖乙所示．試分析實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)是否合理合理（填“合理”或“不合理”）及其原因當(dāng)電壓很小時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)是純電阻電路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端電壓逐漸增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)純電阻電路變成非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，
電動(dòng)機(jī)消耗的部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
（3）請(qǐng)根據(jù)圖象信息，擬合I-U圖線．
（4）求出電動(dòng)機(jī)的線圈的電阻為0.67Ω．并求出當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為0.8V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為0.16W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意確定電流表的接法，然后連接實(shí)物電路圖．
（2）電動(dòng)機(jī)兩端電壓較小時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)是純電阻電路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)電壓較大時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析答題．
（3）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象．
（4）根據(jù)圖示圖象求出電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后應(yīng)用歐姆定律與電功率公式分析答題．

解答 解：（1）由于電動(dòng)機(jī)的電阻很小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是合理的，因?yàn)椋寒?dāng)電壓很小時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)是純電阻電路，
當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端電壓逐漸增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)純電阻電路變成非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，
電動(dòng)機(jī)消耗的部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（3）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：

（4）當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端電壓較小時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)是純電阻電路，
由圖示可知，電動(dòng)機(jī)電阻：r=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.2V}{0.3A}$≈0.67Ω；
喲喲圖示圖象可知，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端電壓U=0.8V時(shí)電流I=0.25A，
電動(dòng)機(jī)輸入功率：P=UI=0.8×0.25=0.2W，
電動(dòng)機(jī)的熱功率：P_熱=I²r=0.25²×0.67≈0.04W，
電動(dòng)機(jī)的輸出功率：P_輸出=P-P_熱=0.2-0.04=0.16W；
故答案為：（1）如圖所示；（2）合理；當(dāng)電壓很小時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)是純電阻電路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端電壓逐漸增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)純電阻電路變成非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)消耗的部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；（3）如圖所示；（4）0.67；0.16．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、作圖象、求電動(dòng)機(jī)電阻、求電動(dòng)機(jī)的輸出功率，要掌握描點(diǎn)法作圖的方法，要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．