Question

3．有一标有“6V，0.5A”的小型直流电动机，转子是由铜导线绕制的线圈组成，阻值约为0.8Ω．为了测量电动机正常工作时的输出功率，应先测量电动机线圈的电阻．现提供的器材除导线和开关外还有：
A．直流电源E：8V（内阻不计）
B．直流电流表A₁：0～0.6A（内阻约为0.5Ω）
C．直流电流表A₂：0～3A（内阻约为0.1Ω）
D．直流电压表V₁：0～3V（内阻约为5kΩ）
E．直流电压表V₂：0～15V（内阻约为15kΩ）
F．滑动变阻器R₁：0～10Ω，2A
G．标准电阻R₂：3Ω
（1）需要选用的电流表是A₁，电压表是V₁．
（2）画出能较准确地测出电动机线圈电阻的电路图．图中M表示电动机．
（3）闭合S，调整R₁在测量电动机线圈电阻时应BD
A．使电动机转动稳定后读出电流表，电压表示数
B．控制电动机不转动时读出电流表、电压表示数
C．使电动机两端电压达到额定值
D．使两电表指针有较大角度的偏转
（4）若电压表的示数为2.00V，电流表的示数为0.50A，电动机线圈电阻为1.0Ω．该电动机正常工作输出的机械功率为2.75W．

Answer 1

分析 （1）从而测量的精确性角度考虑，选择电压表和电流表的量程，测量电动机内阻时，电动机需不转动，通过欧姆定律求出电动机的内阻．
（2）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出电路图．
（3）测电阻时应控制电动机不转．
（4）由欧姆定律求出线圈电阻，应用电功公式求出输出功率．

解答 解：（1）测电动机线圈电阻，应控制电动机不转，测出电动机两端电压与通过电动机的电流，电动机不转时，通过电动机的电流与电动机两端电压都很小，电流表选B：A₁，电压表选D：V₁；
（2）电动机不转时，两端最大电压约为：U=0.5×0.8=0.4V，滑动变阻器应采用分压接法，电动机线圈电阻约为0.8Ω，电流表内阻约为0.5Ω，电压表内阻约为5kΩ，电流表应采用外接法，
因线圈的电阻太小，因此为保护电动机，则将定值电阻与电动机串联，实验电路图如图所示：

（3）测电动机内阻时，应控制电动机不转动时读出电流表、电压表示数，为减小读数误差，应使两电表指针有较大角度的偏转，故选BD；
（4）电动机线圈电阻：r=$\frac{U}{I}$-R₂=$\frac{2}{0.5}$-3=1Ω，电动机正常工作时，总功率：P=UI=6×0.5=3W，
线圈产生的热功率：P_Q=I²r=0.5²×1=0.25W，
电动机正常工作输出的机械功率：P_机械=P-P_Q=3-0.25=2.75W；
故答案为：（1）A₁  V₁；（2）如图所示；（3）BD；（4）1.0；2.75．

点评 解决本题的关键知道器材选取的原则，即精确、安全，以及知道电动机正常工作时输入功率等于输出功率与内部消耗功率之和．