Question

11．某研究性學(xué)習(xí)小組對直流電動機的伏安特性進行了研究．待測電動機的額定電壓為3.0V，額定電流為30mA （用量程為50mA的多用電表測通過電動機的電流），如圖1是他準備的器材和設(shè)計的實驗電路，其中電路中已經(jīng)接好了部分導(dǎo)線．

（1）為了完成本實驗，請用筆畫線當導(dǎo)線，將圖1中的實物連成完整的電路．（要求通過電動機的電流能從零開始變化）
（2）表格數(shù)據(jù)為實驗小組的實驗記錄，同時已經(jīng)在圖2坐標紙上描出了部分數(shù)據(jù)點，請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標中描出剩余的點，并作出合理的電動機的電流I隨電壓U變化兩線．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
電流I/mA	7.8	15.8	23.5	30.5	26.0	26.5	27.3	28.1	29.0
電壓U/V	0.20	0.40	0.60	0.80	1.20	1.50	2.00	2.50	3.00
電機狀態(tài)	不轉(zhuǎn)動				轉(zhuǎn)動

（3）由圖線求得電動機的內(nèi)阻為27.0Ω，電動機轉(zhuǎn)動且達到額定電壓3.0V時，電動機的機械輸出功率為6.67×10^-2W．（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)要求電流從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法；
（2）將剩余的三組數(shù)據(jù)用描點法在圖中標出，然后連線即可；
（3）明確電動機轉(zhuǎn)動前是純電阻，轉(zhuǎn)動后不再是純電阻，根據(jù)U-I圖象求出電動機的內(nèi)阻，然后根據(jù)電動機輸出功率表達式即可求解．

解答 解：（1）：實驗要求電流從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法，連線圖如圖所示：

（2）將剩余的三組數(shù)據(jù)用描點法在圖中標出，然后連線如圖；
（3）根據(jù)圖2的I-U圖象可求出電動機內(nèi)阻為：${R}_{D}^{\;}$=$\frac{1.0}{37×1{0}^{-3}}$=27.0Ω，
電動機的輸出功率為：${P}_{出}^{\;}$=UI-${{I}_{\;}^{2}R}_{D}^{\;}$，
代入數(shù)據(jù)解得：${P}_{出}^{\;}$=6.67×10^-2W
故答案為：（1）如圖；（2）如圖；（3）27.0（26.0-27.0），6.67×10^-2（6.50×10^-2-6.70×10^-2）

點評 應(yīng)明確：①當實驗要求電流從零調(diào)時，變阻器應(yīng)采用分壓式接法；②電動機不轉(zhuǎn)動時是純電阻，符合歐姆定律，轉(zhuǎn)動后不再是純電阻，不再符合歐姆定律．