Question

5．一個標有“6V 0.5A”的小型直流電動機，轉(zhuǎn)子由銅導(dǎo)線繞制的線圈組成，阻值約為1Ω，某興趣小組設(shè)計一個實驗測量此電動機線圈的電阻．實驗室提供的器材處導(dǎo)向和開關(guān)外還有：
A．直流電源E：8V（內(nèi)阻不計）
B．直流電流表A₁：0～0.6A（內(nèi)阻約為0.5Ω）
C．直流電流表A₂：0～3A（內(nèi)阻約為0.1Ω）
D．直流電壓表V₁：0～3V（內(nèi)阻約為5kΩ）
E．直流電壓表V₂：0～15V（內(nèi)阻約為15kΩ）
F．滑動變阻器R₁：0～10Ω，2A
G．標準電阻R₂：5Ω
（1）為能較準確地測出電動機線圈電阻，應(yīng)選擇電路圖乙．（填甲或乙）
（2）為使電表指針有較大角度的偏轉(zhuǎn)，需要選用的電流表是B，電壓表是D．（填寫實驗器材前面的序號）
（3）閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器控制電動機不轉(zhuǎn)動時讀出電流表、電壓表示數(shù)．若某次實驗電壓表的示數(shù)為2.5V，電流表的示數(shù)為0.4A，電動機線圈電阻為1.25Ω．由此可計算出該電動機正常工作輸出的機械功率為2.68W．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）從而測量的精確性角度考慮，選擇電壓表和電流表的量程，測量電動機內(nèi)阻時，電動機需不轉(zhuǎn)動，通過歐姆定律求出電動機的內(nèi)阻．
（2）根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后可得出對應(yīng)的電路圖．
（3）測電阻時應(yīng)控制電動機不轉(zhuǎn)．由歐姆定律求出線圈電阻，應(yīng)用電功公式求出輸出功率．

解答 解：（1）電動機不轉(zhuǎn)時，兩端最大電壓約為：U=0.5×1=0.5V，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電動機線圈電阻約為0.8Ω，電流表內(nèi)阻約為0.5Ω，電壓表內(nèi)阻約為5kΩ，電流表應(yīng)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(lián)，故應(yīng)選擇乙電路圖；
（2）測電動機線圈電阻，應(yīng)控制電動機不轉(zhuǎn)，測出電動機兩端電壓與通過電動機的電流，電動機不轉(zhuǎn)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，電壓表選D；
（3）由歐姆定律可知：r+R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5}{0.4}$=6.25Ω；
解得：r=6.25-5=1.25Ω
電動機正常工作時，總功率：P=UI=6×0.5=3W，
線圈產(chǎn)生的熱功率：P_Q=I²r=0.5²×1.25=0.313W，
電動機正常工作輸出的機械功率：P_機械=P-P_Q=3-0.313=2.68；
故答案為：（1）乙；（2）B；D；（3）1.25；2.68．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道器材選取的原則，即精確、安全，以及知道電動機正常工作時輸入功率等于輸出功率與內(nèi)部消耗功率之和．