题目内容
19．小明、小刚、小敏所在的学习兴趣小组在研究玩具电动机的工作状态时，想描绘出电动机工作时两端电压U和通过电动机线圈的电流I的U-I图线．实验室备有下列器材：
待测电动机M（额定电流0.9A，额定电压4.0V ）
电流表A1量程5A，内阻约0.1Ω）
电流表A2（量程0.6A，内阻2.0Ω）
电压表V1（量程4.5V，内阻约8kΩ）．
电压表V2（量程3V，内阻约10kΩ）
电阻箱R0 （0～99.9Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值为100Ω）
滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）
电源E（电动势为6V，内阻很小）
开关S，导线若干
为了达到实验目的且操作方便、并尽可能提高测量精度，他们设计了图甲所示的测量电路图，并让小明先把量程为0.6A的电流表改装成了量程为1.0A的电流表．
①甲中电流表应选A2，电压表应选V1，滑动变阻器应选R2，虚线框中的元件是R0．（均填器材代号字母） 虚线框中的元件的电阻值为3.0Ω．（结果保留两位有效数字）
②实验中，小组同学团结合作、按正确操作完成了实验．小敏根据探测记录，作出了图乙所示的M在不转动和转动两种情形下两端电压U随电流I变化的图线．由图可知，M内部线圈的电阻约为2.5Ω．（结果保留两位有效数字）
③小刚根据小敏作出的U-I图线对M两端电压数据进行比较．他发现：M两端电压为2.5V时通过M的电流，居然小于M两端电压为2.0V时通过M的电流!出现这一结果的主要原因是：两个状态下M的输入功率几乎相等，M不转动时，输入电能全部转化为热能，但是M转动起来后，输入电能只有一小部分转化为内能，由P热=I2R可知，P热变小，I变小．
分析 根据电路最大电流选择电流表，根据电源电动势、待测电阻阻值与所选电流表选择滑动变阻器．电动机M在不转动为纯电阻电路，根据欧姆定律求解内阻，M转动后电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能．
解答 解：①电压表测量电动机电压，而电动机额定电压为4V，所以电压表选择V1（量程4.5V，内阻约8kΩ），
电动机的额定电流为0.9A，所以电流表不能选用量程5A的，则选用A2（量程0.6A，内阻2.0Ω），则在电流表上需要并联一个电阻，以增大其量程，所以虚线框中的元件是电阻箱R0（0～99.9Ω），滑动变阻器使用最大阻值较小的，有利于数据的测量和误差的减小，故选滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）；
电阻箱的阻值：R0=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{{I}_{2g}{r}_{2}}{I-{I}_{2g}}$=$\frac{0.6×2}{1-0.6}$=3.0Ω；
②电动机M在不转动为纯电阻电路，根据欧姆定律得：M内部线圈的电阻r=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0}{0.8}$=2.5Ω；
③根据图象数据可知，两个状态下M的输入功率几乎相等，M不转动时，输入电能全部转化为热能，但是M转动起来后，输入电能只有一小部分转化为内能，由P热=I2R可知，P热变小，I变小．
故答案为：①2；V1；R2；R0；3.0；②2.5；③两个状态下M的输入功率几乎相等，M不转动时，输入电能全部转化为热能，但是M转动起来后，输入电能只有一小部分转化为内能，由P热=I2R可知，P热变小，I变小．
点评 本题考查了实验器材的选择、设计实验电路，要通过估算选择电学仪器，一般要求通过电表的电流不小于量程的$\frac{1}{3}$，知道电动机M在不转动为纯电阻电路，电动机正常工作后，电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，难度适中．
全优点练单元计划系列答案
| A． | A点场强一定大于B点场强 | |
| B． | 在B点由静止释放一个电子，将一定向A点运动 | |
| C． | 场源电荷一定带正电，在A点左侧 | |
| D． | 正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB |
如图所示，斜面倾角为45°，从斜面上方A点处由静止释放一个质量为m的弹性小球，在B点处和斜面碰撞，碰撞后速度大小不变，方向变为水平，经过一段时间在C点再次与斜面碰撞．已知AB两点的高度差为h，重力加速度为g，不考虑空气阻力．求：
如图所示的电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光．（ ）| A． | 在电路（a）中，断开S，流过A的电流方向会发生变化 | |
| B． | 在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 | |
| C． | 在电路（b）中，断开S，A将渐渐变暗 | |
| D． | 在电路（b）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 |
如图所示，在水平面上放置质量M=0.8kg的木块，一颗质量为m=50g的子弹以v0=170m/s的水平速度射入木块并留在其中，此后两者一起运动．若木块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，求木块在地面上滑行的距离．（取g=10m/s2）
如图所示，两个$\frac{1}{4}$圆弧形轨道竖直固定，相切于最低点P，⊙O2的半径是⊙O1半径R的两倍，圆心O1、O2与P点在同一竖直线上，以速率v1、v2水平抛出a、b两个质量相同的小球（均为质点），两小球恰好在P点相遇．若a、b两小球落在P点时的速度方向与竖直方向的夹角分别为α、β，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）| A． | v2=$\sqrt{2}$v1 | |
| B． | b球比a球先抛出的时间为$\sqrt{\frac{2R}{g}}$ | |
| C． | tanα=tanβ | |
| D． | b球落在P点时重力的瞬时功率是a球落在P点时重力的瞬时功率的2倍 |
| A． | 通过调节，使斜槽的末端保持水平 | |
| B． | 每次释放小球的位置必须相同 | |
| C． | 每次必须由静止释放小球 | |
| D． | 记录小球位置用的凹槽每次必须严格地等距离下降 |
| A． | -60J | B． | 60J | C． | -140J | D． | 140J |
