题目内容

（10分）某研究性学习小组用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。
（1）根据电路图完成实物图的连线；

（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：

实验次数
1
2
3
4
5
电动机的电流I/A
0.2
0.4
0.6
0.8
2.5
所提重物的重力Mg/N
0.8
2.0
4.0
6.0
6.5
重物上升时间t/s
1.40
1.65
2.10
2.70
∞
计算电动机效率的表达式为η=______________（用题中符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为________%（保留两位有效数字）。
（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是________；可估算出电动机线圈的电阻为________Ω。

（1）如图

（2），74
（3）0，2.4

解析试题分析：（1）根据原理图连接实物图的要领，可以按着电流流向逐次连接（2）电动机的有用功克服重力做功，因此有用功率为克服重力做功的功率mgv，效率为，带入前4次实验中的数据可知电动机工作效率的平均值为74%（3）在第5次实验中，电动机的总功率为UI=6×2.5W=15W，已经超过额定功率，因此可知电动机不转动，此时的电动机可看纯电阻电路，由U=Ir可知内阻为2.4Ω
考点：考查非纯电阻电路功率的分配
点评：本题难度较小，明确非纯电阻电路欧姆定律不在适用，利用能量守恒的观点分析本题

练习册系列答案
相关题目
（1）如图1所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有一带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场）以速度v0在金属板上自左端向右端运动，小球做
匀速直线
匀速直线
运动；受到的电场力做的功为
0
0
．

（2）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图2甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一宽度为d的遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图2乙所示的电压U随时间t变化的图象．
①实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图2乙中的△t1
=
=
△t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
②滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图2甲所示位置释放，通过计算机得到如图2乙所示图象，若△t1、△t2、d和m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是
滑块的质量
滑块的质量
和
两光电传感器间距离
两光电传感器间距离
．
（3）某金属材料制成的电阻Rr阻值随温度变化而变化，为了测量Rr在0到100℃之间的多个温度下的电阻阻值．某同学设计了如图3所示的电路．其中A为量程为1mA、内阻忽略不计的电流表，E为电源，R1为滑动变阻器，RB为电阻箱，S为单刀双掷开关．
①完成下面实验步骤中的填空：
a．调节温度，使得Rr的温度达到T1，
b．将S拨向接点l，调节
滑动变阻器
滑动变阻器
，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；
c．将S拨向接点2，调节
电阻箱
电阻箱
，使
电流表示数为I
电流表示数为I
，记下此时电阻箱的读数R0；
d．则当温度为T1时，电阻Rr=
R0
R0
：
e．改变Rr的温度，在每一温度下重复步骤②③④，即可测得电阻温度随温度变化的规律．
②由上述实验测得该金属材料制成的电阻Rr随温度t变化的图象如4图甲所示．若把该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻Rg=100Ω）、电阻箱R′串联起来，连成如图4乙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．
a．电流刻度较大处对应的温度刻度
较小
较小
；（填“较大”或“较小”）
b．若电阻箱取值阻值R'=50Ω，则电流表5mA处对应的温度数值为
50
50
℃．
（I）为了探究“感应电流产生的条件”，甲同学将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图1连接．经乙同学检查后发现甲同学接线有错误，应该导线是
gh
gh
（用导线两端的字母符号表示）．如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将
向右偏
向右偏
．（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针
向左偏
向左偏
．（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）
（II）某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验中可供选用的器材．?
A．待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A）  B．电流表（量程0～0.6A，内阻0.1Ω）
C．电压表V1（量程0～5V，内阻约5kΩ）      D．电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器R1（最大阻值50Ω）           F．滑动变阻器R2（最大阻值1kΩ）
G．直流电源（电动势15V，内阻可忽略）      H．开关一个，导线若干?
实验中调节滑动变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流．?
（1）实验中电压表应选
V2
V2
；滑动变阻器应选
R1
R1
．
（2）请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图．
（3）如图3所示是该研究小组测得小灯泡的I-U关系图线．由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而
增大
增大
（填“增大”、“减小”或“不变”）；根据此图给出的信息，若把小灯泡直接接在一个电源电动势为12V，内阻为30Ω的直流电源上，小灯泡的实际功率约为
1.12w
1.12w
．（计算结果保留三位有效数字）
（1）一水平传送带保持2m/s的速度顺时针转动，某时刻将一质量为0.5kg的小物块轻轻放在传送带的最左端，已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带两轮轮心间的距离为3m，则物块运动到传送带最右端的时间为
 
s；此过程中摩擦力对物块的冲量大小为
 
N?s．（g取10m/s2）
（2）当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图所示．若此时选择开关对准直流50V电压档，则被测电压为
 
V；若此时选择开关对准×10Ω档，则被测电阻的阻值为
 
Ω．
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（3）某电阻Rx约为25kΩ，要测量它的阻值．
现有电动势为15V的直流电源，最大阻值为50Ω的滑动变阻器，另外可供选择的电表有：
A．电流表（量程100μA，内阻2kΩ）    B．电流表（量程500μA，内阻300Ω）
C．电压表（量程10V，内阻100kΩ）    D．电压表（量程50V，内阻500kΩ）
①应选择的电表为（只需添电表前面的字母即可）电流表
 
；电压表
 
．
②为了尽可能提高测量准确度且保证电压可以从零开始调起，下列给出的测量电路中，最合适的电路是
 
．
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（4）某研究性学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合外力的关系．装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持铝箱总质量m不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值（F为力传感器的示数，等于悬挂滑轮绳子的拉力）．已知重力加速度为g，不计滑轮的重力．某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为铝箱的加速度大小，横轴应为
 
（用所给字母表示）；
当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线
 
（填选项前的字母）
A．逐渐偏向纵轴
B．逐渐偏向横轴
C．仍保持原方向不变
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（1）一水平传送带保持2m/s的速度顺时针转动，某时刻将一质量为0.5kg的小物块轻轻放在传送带的最左端，已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带两轮轮心间的距离为3m，则物块运动到传送带最右端的时间为______s；此过程中摩擦力对物块的冲量大小为______N-s．（g取10m/s2）
（2）当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图所示．若此时选择开关对准直流50V电压档，则被测电压为______V；若此时选择开关对准×10Ω档，则被测电阻的阻值为______Ω．

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（3）某电阻Rx约为25kΩ，要测量它的阻值．
现有电动势为15V的直流电源，最大阻值为50Ω的滑动变阻器，另外可供选择的电表有：
A．电流表（量程100μA，内阻2kΩ）    B．电流表（量程500μA，内阻300Ω）
C．电压表（量程10V，内阻100kΩ）    D．电压表（量程50V，内阻500kΩ）
①应选择的电表为（只需添电表前面的字母即可）电流表______；电压表______．
②为了尽可能提高测量准确度且保证电压可以从零开始调起，下列给出的测量电路中，最合适的电路是______．

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（4）某研究性学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合外力的关系．装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持铝箱总质量m不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值（F为力传感器的示数，等于悬挂滑轮绳子的拉力）．已知重力加速度为g，不计滑轮的重力．某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为铝箱的加速度大小，横轴应为______（用所给字母表示）；
当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线______（填选项前的字母）
A．逐渐偏向纵轴
B．逐渐偏向横轴
C．仍保持原方向不变

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（1）一水平传送带保持2m/s的速度顺时针转动，某时刻将一质量为0.5kg的小物块轻轻放在传送带的最左端，已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带两轮轮心间的距离为3m，则物块运动到传送带最右端的时间为______s；此过程中摩擦力对物块的冲量大小为______N?s．（g取10m/s2）
（2）当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图所示．若此时选择开关对准直流50V电压档，则被测电压为______V；若此时选择开关对准×10Ω档，则被测电阻的阻值为______Ω．

（3）某电阻Rx约为25kΩ，要测量它的阻值．
现有电动势为15V的直流电源，最大阻值为50Ω的滑动变阻器，另外可供选择的电表有：
A．电流表（量程100μA，内阻2kΩ）    B．电流表（量程500μA，内阻300Ω）
C．电压表（量程10V，内阻100kΩ）    D．电压表（量程50V，内阻500kΩ）
①应选择的电表为（只需添电表前面的字母即可）电流表______；电压表______．
②为了尽可能提高测量准确度且保证电压可以从零开始调起，下列给出的测量电路中，最合适的电路是______．

（4）某研究性学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合外力的关系．装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持铝箱总质量m不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值（F为力传感器的示数，等于悬挂滑轮绳子的拉力）．已知重力加速度为g，不计滑轮的重力．某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为铝箱的加速度大小，横轴应为______（用所给字母表示）；
当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线______（填选项前的字母）
A．逐渐偏向纵轴
B．逐渐偏向横轴
C．仍保持原方向不变

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