题目内容
【题目】一玩具电动机M的额定电压为3V,其线圈的电阻Rx大约为15Ω,当其两端电压达到0.3V时,电动机才会开始转动。为了尽量准确测量线圈的电阻Rx,某同学设计了部分电路原理图如图所示,可供选择的器材有:
A.电流表A1(0~20mA、内阻约10Ω)
B.电流表A2(0~200mA、内阻约5Ω)
C.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
D.滑动变阻器R2(0~2kΩ,额定电流1A)
E.电压表V(2.5V,内阻约3kΩ)
F.电源E(电动势为3V、内阻不计)
G.定值电阻(阻值为R)
H.开关S及导线若干
(1)应选择的电流表为_______,滑动变阻器为_______;(填选项前的字母序号)
(2)测量过程中要保持电动机处于_______(选填“转动”或“不转动”)状态,下列四个定值电阻的阻值R中,最合适的是_______;
A.1200Ω B.120Ω
C.50Ω D.20Ω
(3)请把虚线框内的电路原理图补充完整;
(4)某次实验中,电压表的读数为U,电流表的读数为I,则计算电动机导线圈电阻的表达式Rx=_______。
【答案】 A C 不转动 B
【解析】(1)电动机线圈的电阻Rx大约为15Ω,为了保证实验过程中电动机不转动,其两端电压不超过0.3V,可估算其电流I==0.02A,不超过20mA,所以电流表选择A;滑动变阻器若选用限流式接法,用2kΩ不便于操作,用10Ω调节范围太小,不宜用限流式接法,最好用分压式接法,所以滑动变阻器选择C。
(2)测量过程中要保持电动机处于不转动状态,此时可视为纯电阻,电流I不能超过0.02A,当电压表达到满偏电压2.5V时,R==125Ω,即电动机线圈内阻和定值电阻的总和为125Ω,故定值电阻应选120Ω最合适;故选B。
(3)所选电流表内阻约10Ω,电压表内阻约3kΩ,由于,所以应选择外接法,又滑动变阻器选用分压式接法,电路补充连线如图所示。
(4)根据欧姆定律有:Rx+R=
所以有:Rx=-R。