市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇．某物理研究性学习小组想电风扇正常运行时的机械功率．于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U.但是其他字迹不清楚．该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池.并从电风扇装电池处的正.负两极各接出一条引线．提供的器材有电流表.电压表.滑动变阻器.备用� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇．某物理研究性学习小组想电风扇正常运行时的机械功率．于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但是其他字迹不清楚．该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池，并从电风扇装电池处的正、负两极各接出一条引线．提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒．

（1）该小组进行了如下的部分实验步骤，请写出第三步实验过程：
A、按事先设计的电路连接各元件，并使滑片处于使电路电阻最大处；
B、合上开关，使滑片从最左端开始缓慢移动，使电压表和电流表都有明显读数，但电风扇并未转动，读出此时的电压表和电流表读数U₀、I₀；
C、

；
D、用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为

．
（2）按上述实验过程，本实验的电路图应选择

（填“甲”或“乙”）．
（3）如果你家买了台电风扇，接上电源后，启动风扇开关，风扇电动机不运转，你能分析一下原因吗？至少写出两种原因，并说明检测方法．

分析：当风扇电动机不运转时，读出的电压和电流是电动机内阻上的电压和电流，可计算出内阻；正常工作时的电压和电流，可计算出总功率，总功率减去内阻上的功率即为机械功率．选择滑动变阻器的分压解法，可以较大范围的改变电压．

解答：解：（1）C、调节滑动变阻器，使风扇正常工作，读出电压表读数U和电流表读数I．
因为电风扇未转动时，电压表和电流表读数U₀、I₀，根据欧姆定律得，电风扇的内阻r=

，电动机的输入功率为UI，则电动机正常工作时的机械功率P=UI-I2

．
（2）由题意可知，实验中应使电动机两端的电压应达到额定电压，而实验中的风扇是采用两节干电池供电，故采用两节干电池供电时，电压稍大于额定电压，故采用限流接法无法保证达到额定电压，故应采用分压接法，故应选用甲图接法；
（3）启动风扇，电动机不运转，可能是风扇启动开关出现故障，或是风扇电动机烧坏．可以用多用电表的电阻挡测量电动机的电阻．
故答案为：（1）调节滑动变阻器，使风扇正常工作，读出电压表读数U和电流表读数I，P=IU-I²

．
（2）甲．
（3）启动风扇，电动机不运转，可能是风扇启动开关出现故障，或是风扇电动机烧坏．可以用多用电表的电阻挡测量电动机的电阻．

点评：电动机的内阻测量是突破口，只有当电动机不运转时才能使用欧姆定律，当成一个纯电阻对待．

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图（选填“图1”或“图2”）．
（2）该小组进行了如下的实验步骤：
（A）按事先设计的电路连接各元件，并将变阻器的滑动片移动到最左端；
（B）合上开关，将滑动片从最左端开始缓慢向右移动，使电压表和电流表都有明显的示数，但电风扇并未转动，读出此时电压表和电流表的读数分别为U₀、I₀；
（C）…；请补写步骤（C）的实验操作过程：

移动滑动变阻器的滑动片，当电压表的读数达到U时，观察电风扇是否正常工作，若正常工作，记下此时电压表的读数U和电流表的读数I

．
（D）用测得的物理量表示电动机M正常运转时输出的机械功率P_输出=

．
（3）该小组同学找了甲、乙两个不同规格的电风扇继续进行测量，用伏安法分别测出甲、乙两个电风扇的伏安特性曲线如图所示．若他们将甲、乙两个电风扇串连接在6V的恒压电源两端，则甲的实际功率为

（1）市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇．某物理研究性学习小组想测电风扇正常运行时的机械功率．于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但是其他字迹不清楚．该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池，并从电风扇装电池处的正、负两极各接出一条引线．提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒．

①该小组进行了如下的部分实验步骤，请写出第三步实验过程：
A、按事先设计的电路连接各元件，并使滑片处于使电路电阻最大处；
B、合上开关，使滑片从最左端开始缓慢移动，使电压表和电流表都有明显读数，但电风扇并未转动，读出此时的电压表和电流表读数U₀、I₀；
C、

；
D、用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为

．
②按上述实验过程，本实验的电路图应选择

（填“甲”或“乙”）．
③如果你家买了台电风扇，接上电源后，启动风扇开关，风扇电动机不运转，你能分析一下原因吗？至少写出两种原因，并说明检测方法．
（2）质谱仪是利用电、磁分离并测定带电粒子质量的仪器．其原理是利用带电粒子在电、磁场中的运动规律，计算它的比荷．某实验探究小组设计了以下两种实验方案：
方案一：带电粒子先穿过一个电场强度为E、磁感应强度为B的正交匀强电、磁场，正好做匀速直线运动；若取消电场，粒子做半径为R的匀速圆周运动，则带电粒子的荷质比为

．
方案二：带电粒子先经过电压U的加速，然后垂直于磁感线射入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做半径为R的匀速圆周运动，则带电粒子的荷质比为

．

市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇。某物理研究型学习小组想测定电风扇正常运行时的机械功率，于是找到了一台这样的电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但其它字迹不清楚。该小组成员取出电池，并从电风扇连接电池的正、负两极各接出一条引线。提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒。

（1）测量时，选择的电路图比较合理的是________图（选填“甲”或“乙”）。

（2）该小组进行了如下的实验步骤：

（A）按事先设计的电路连接各元件，并将变阻器的滑动片移动到最左端；

（B）合上开关，将滑动片从最左端开始缓慢向右移动，使电压表和电流表都有明显的示数，但电风扇并未转动，读出此时电压表和电流表的读数分别为U₀、I₀；

（C）……………；

请补写步骤（C）的实验操作过程：_______________________________________________________________________________________________________________________________。

（D）用测得的物理量表示电动机M正常运转时输出的机械功率P_输出=___________________。

（3）该小组同学找了甲、乙两个不同规格的电风扇继续进行测量，用伏安法分别测出甲、乙两个电风扇的伏安特性曲线如图所示。若他们将甲、乙两个电风扇串联接在6V的恒压电源两端，则甲的实际功率为_______________W，乙的实际功率为_______________ W。

（要求保留作图求解的痕迹）

①该小组进行了如下的部分实验步骤，请写出第三步实验过程：
A、按事先设计的电路连接各元件，并使滑片处于使电路电阻最大处；
B、合上开关，使滑片从最左端开始缓慢移动，使电压表和电流表都有明显读数，但电风扇并未转动，读出此时的电压表和电流表读数U、I；
C、______；
D、用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为______．
②按上述实验过程，本实验的电路图应选择______（填“甲”或“乙”）．
③如果你家买了台电风扇，接上电源后，启动风扇开关，风扇电动机不运转，你能分析一下原因吗？至少写出两种原因，并说明检测方法．
（2）质谱仪是利用电、磁分离并测定带电粒子质量的仪器．其原理是利用带电粒子在电、磁场中的运动规律，计算它的比荷．某实验探究小组设计了以下两种实验方案：
方案一：带电粒子先穿过一个电场强度为E、磁感应强度为B的正交匀强电、磁场，正好做匀速直线运动；若取消电场，粒子做半径为R的匀速圆周运动，则带电粒子的荷质比为______．
方案二：带电粒子先经过电压U的加速，然后垂直于磁感线射入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做半径为R的匀速圆周运动，则带电粒子的荷质比为______．

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