Question

【題目】老師利用如圖所示的電路做演示實(shí)驗(yàn)，用電動(dòng)機(jī)提升不同質(zhì)量的重物穩(wěn)定上升．小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)重物的質(zhì)量變化時(shí)，電流表的示數(shù)也隨之變化，電動(dòng)機(jī)的電功率也發(fā)生變化．小明猜想如果保證電動(dòng)機(jī)的電流不變，電動(dòng)機(jī)的電功率將和重物的質(zhì)量無關(guān)．請(qǐng)你利用圖中的器材，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要添加適當(dāng)?shù)钠鞑�，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)判斷小明的觀點(diǎn)是否正確．

（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

（______）

（2）簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過程中，并寫出根據(jù)數(shù)據(jù)判斷小明觀點(diǎn)是否正確的方法______．

Answer 1

【答案】 斷開開關(guān)，將變阻器、電流表與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在一起，將變阻器的最大電阻連入電路中，閉合開關(guān)，使電動(dòng)機(jī)分別提升物體m1、m2、m3、m4（且m1<m2<m3<m4），通過移動(dòng)變阻器的滑片，控制電路中的電流不變，分別記下電壓表的示數(shù)U1、U2、U3、U4；

根據(jù)P=UI，比較4次實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)功率的大小，從而說明小明的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。

【解析】

（1）當(dāng)重物的質(zhì)量變化時(shí)，電流表的示數(shù)也隨之變化，根據(jù)題中要求控制電流不變，故要使用電流表和滑動(dòng)變阻器與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，為比較電動(dòng)機(jī)的功率大小，要測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電壓，據(jù)此設(shè)計(jì)電路；

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

斷開開關(guān)，將變阻器、電流表與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在一起，將變阻器的最大電阻連入電路中，閉合開關(guān)，使電動(dòng)機(jī)分別提升物體m1、m2、m3、m4（且m1<m2<m3<m4），通過移動(dòng)變阻器的滑片，控制電路中的電流不變，分別記下電壓表的示數(shù)U1、U2、U3、U4；

根據(jù)P＝UI，比較4次實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)功率的大小，從而說明小明的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。

(1)為控制電路中電流不變，故電路中串聯(lián)一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器，為比較電動(dòng)機(jī)的功率大小，根據(jù)P＝UI可知，需要將電壓表并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)的兩端，如下圖所示：

(2)設(shè)提升物體的質(zhì)量分別為：m1、m2、m3、m4,且m1<m2<m3<m4，

實(shí)驗(yàn)步驟：

①按電路圖連接電路,斷開開關(guān),將變阻器的最大電阻連入電路中,閉合開關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片,使電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定提升質(zhì)量為m1的物體,記下電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I；

②斷開開關(guān),將質(zhì)量為m2的物體替換m1,閉合開關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為I保持不變,穩(wěn)定提升重物m2,記下電壓表的示數(shù)U2；

③分別將質(zhì)量為m3的物體替換m2,m4替換m3,重復(fù)上面的步驟,分別記下電壓表的示數(shù)U3、U4；

現(xiàn)象和結(jié)論：

比較4次電壓表的示數(shù),發(fā)現(xiàn)U1<U2<U3<U4,根據(jù)P＝UI可知,P1<P2<P3<P4，故提升質(zhì)量越大的物體，電動(dòng)機(jī)的功率越大，即電動(dòng)機(jī)的電功率和重物的質(zhì)量有關(guān)，故小明的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。