Question

【題目】某研究性學習小組，要探究一個標有“6 V、0.5 A”微型直流電動機的輸出功率。該微型電動機的線圈由銅導線繞制而成，阻值約為1.1Ω。為了測量電動機正常工作時的輸出功率，需先較準確地測量電動機的電阻，實驗室備有如下器材：

A．直流電源E：8 V，內阻不計

B．直流電流表A1：0—0.6 A，內阻約為0.5 Ω

C．直流電流表A2：0—3 A，內阻約為0.1 Ω

D．直流電壓表V1：0—3 V，內阻約為5 kΩ,

E．直流電壓表V2：0—15 V，內阻約為15 kΩ,

F．滑動變阻器R1：0—10 Ω，額定電流為2A

G．滑動變阻器R2：1 000 Ω，額定電流為2A

H．標準電阻R3：3 Ω

I．標準電阻R4：50 Ω

實驗前，該小組查閱了相關資料，得知該電動機在實際電壓不足額定電壓的50%時，不能轉動。

(1)電流表應選擇____，電壓表應選擇___，滑動變阻器應選擇____。（填寫器材前的代號）

(2)用M表示電動機，要求所選用的兩只電表能同時出現超過其量程的示數，在虛線框內畫出較準確測定電動機線圈內阻的電路圖____。

（3）若電壓表的示數為0.8 V，電流表的示數為0.2 A，電動機線圈電阻為______Ω；該電動機正常工作時輸出的機械功率為________W。（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】 （1）B； D； F ； （2）； （3）1.0； 2.8；

【解析】(1)測電動機線圈電阻,應控制電動機不轉,測出電動機兩端電壓與通過電動機的電流,電動機不轉時,通過電動機的電流與電動機兩端電壓都很小,電流表選B:A1,電壓表選D:V1；電動機不轉時，兩端最大電壓約為：U=0.5×0.8=0.4V，滑動變阻器應采用分壓接法，所以要選擇最大值比較小的滑動變阻器F.

(2)電動機不轉時，兩端最大電壓約為：U=0.5×0.8=0.4V，滑動變阻器應采用分壓接法，電動機線圈電阻約為0.8Ω，電流表內阻約為0.5Ω，電壓表內阻約為5kΩ，電流表應采用外接法，因線圈的電阻太小，因此為保護電動機，則將定值電阻與電動機串聯，實驗電路圖如圖所示：

(3)電動機線圈電阻：r=，

電動機正常工作時，總功率：P=UI=6×0.5=3W，

線圈產生的熱功率：PQ=I2r=0.52×1=0.25W，

電動機正常工作輸出的機械功率：P機械=PPQ=30.25=2.75W≈2.8W；