Question

11．某研究性学习小组对直流电动机的伏安特性进行了研究．待测电动机的额定电压为3.0V，额定电流为30mA （用量程为50mA的多用电表测通过电动机的电流），如图1是他准备的器材和设计的实验电路，其中电路中已经接好了部分导线．

（1）为了完成本实验，请用笔画线当导线，将图1中的实物连成完整的电路．（要求通过电动机的电流能从零开始变化）
（2）表格数据为实验小组的实验记录，同时已经在图2坐标纸上描出了部分数据点，请根据实验数据在坐标中描出剩余的点，并作出合理的电动机的电流I随电压U变化两线．

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9
电流I/mA	7.8	15.8	23.5	30.5	26.0	26.5	27.3	28.1	29.0
电压U/V	0.20	0.40	0.60	0.80	1.20	1.50	2.00	2.50	3.00
电机状态	不转动				转动

（3）由图线求得电动机的内阻为27.0Ω，电动机转动且达到额定电压3.0V时，电动机的机械输出功率为6.67×10^-2W．（计算结果均保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据要求电流从零调可知变阻器应采用分压式接法；
（2）将剩余的三组数据用描点法在图中标出，然后连线即可；
（3）明确电动机转动前是纯电阻，转动后不再是纯电阻，根据U-I图象求出电动机的内阻，然后根据电动机输出功率表达式即可求解．

解答 解：（1）：实验要求电流从零调可知变阻器应采用分压式接法，连线图如图所示：

（2）将剩余的三组数据用描点法在图中标出，然后连线如图；
（3）根据图2的I-U图象可求出电动机内阻为：${R}_{D}^{\;}$=$\frac{1.0}{37×1{0}^{-3}}$=27.0Ω，
电动机的输出功率为：${P}_{出}^{\;}$=UI-${{I}_{\;}^{2}R}_{D}^{\;}$，
代入数据解得：${P}_{出}^{\;}$=6.67×10^-2W
故答案为：（1）如图；（2）如图；（3）27.0（26.0-27.0），6.67×10^-2（6.50×10^-2-6.70×10^-2）

点评 应明确：①当实验要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法；②电动机不转动时是纯电阻，符合欧姆定律，转动后不再是纯电阻，不再符合欧姆定律．