Question

如图所示，在探究电流做功与哪些因素有关的实验中，小电动机通过细线将砝码吊起．

（1）请将滑动变阻器接入电路中（要求连线不得交叉）；
（2）若不计摩擦及损耗，则电流通过小电动机所做的功，与小电动机对________做的功相等；
（3）电流表和电压表的读数如图（甲）（乙）所示，则小电动机两端的电压是________V，电功率P_电=________W；
（4）若砝码的重力是10N，小电动机在5s内将砝码匀速提升0.4m，则它的机械功率P=________W；
（5）P_电与P的大小关系是P_电________P （选填“＞”、“=”或“＜”）；造成这种情况的原因可能是________．（写出一条理由即可）

Answer 1

解：（1）将滑动变阻器连入电路，按就近原则，下面选择左端的接线柱连接在电压表的“15”接线柱上，如下图：

（2）根据能量守恒的原理，如果不计摩擦及损耗，电流通过小电动机所做的功与小电动机对物体（砝码）所做的功相等；
答：物体．
（3）甲图是电流表，选择的是0～0.6A量程，对应的分度值是0.02A，指针正好指在0.2A上，因此读数是0.2A；
乙图是电压表，选择的是0～15V量程，对应的分度值是0.5V，指针指在第9个小格上，因此读数是0.5V×9=4.5V；
因此电流做功的电功率是P_电=UI=4.5V×0.2A=0.9W．
答：电动机两端的电压是4.5V，电动机的电功率是0.9W．
（4）根据题意，电动机克服砝码重力做功的机械功率为：
P===0.8W
答：机械功率为0.8W
（5）比较发现，0.9W＞0.8W，∴P_电＞P，原因可能是测量的时间不准确，刻度尺测量的高度不准确等．
答：P_电＞P，造成这种情况的原因可能是测量时间不准确．
分析：（1）滑动变阻器连入电路时，四个接线柱，要一上一下的选择，不能都选上面，也不能都选下面；
（2）根据能量守恒的原理，如果不计摩擦及损耗，电流通过小电动机所做的功与小电动机克服物体重力所做的功相等；
（3）电压表和电流表读数时要看清选择的量程和对应的分度值，根据指针的位置读数；电功率等于电压和电流的乘积，即P=UI；
（4）电动机克服砝码的重力做功，功率等于做的功和所用时间的乘积，即P==；
（5）比较电流对电动机的功率和电动砝码做功的功率，分析问题的原因．
点评：（1）滑动变阻器连入电路时串联，四个接线柱一上一下接入电路；
（2）电流做功的功率用P=UI计算，机械做功的功率用P=计算．