Question

(8分)为了精确测量某一玩具电动机中线圈的电阻，某实验小组设计了如图甲所示的电路，可供选择的仪器如下：
电流表A₁(0～3A，约0.1Ω)；               滑动变阻器R₁(1000Ω)；
电流表A₂(0～100mA，约3Ω)；             滑动变阻器R₂(10Ω)；
定值电阻R₀＝20Ω；电源E(3V，约1Ω)；     电压表及开关、导线若干。

⑴请按图甲将图乙实物图连接完整；
⑵应选择的电流表是       ，滑动变阻器是       ；
⑶测量过程中应保证电动机             (选填“转动”或“不转动”)；
⑷该实验小组已将实验测得的数据在图丙中标出，请你由标出的点作出图线，并根据图线求得玩具电动机M中线圈电阻R＝       Ω。(结果保留两位有效数字)

Answer 1

⑴略，见解析；⑵A₂，R₂；⑶不转动；⑷略，见解析，20Ω(19～22Ω)。

试题分析：⑴根据题图甲可知，采用了滑线变阻器的分压式接法，故需从滑线变阻器的左下接线柱引线至电源的负极，电压表测量了定值电阻R₀与电动机两端的电压，采用电流表的外接法，故需从电压表的“＋”接线柱引线至电流表的“－”接线柱或电动机与电流表连线的接线柱，其电路连接如下图所示；

⑵假设电动机电阻为零，流过电流表的最大电流约为：＝0.15A，显然所选用的电流表应是A₂，若用A₁，指针仅仅在左端较小区域内，读数误差太大，又因滑线变阻器采用分压式接法，若选用阻值较大的R₁调节不方便，所以应选用阻值较小的R₂；
⑶本实验所用的方法是伏安法测电阻，原理是欧姆定律，因此应用于纯电阻电路，即电动机处于不转动状态；
⑷根据描点作图，作出U-I关系图线如下图所示，在该U-I关系图象中，其斜率即表示了电动机与定值电阻阻值之和，有：R＝k－R₀＝Ω－20Ω＝20Ω(由于读数误差，结果在19～22Ω之间均可)。