题目内容

5．某同学装配了一台“5V，0.5A”的小直流电动机，线圈内阻小于1Ω．现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内，输出功率与输入电压的关系，学校实验室提供的器材有：
直流电源E，电压6V，内阻不计；        小直流电动机M；
电压表V1，量程0～0.6V，内阻约3kΩ；   电压表V2，量程0～6V，内阻约15kΩ；
电流表A1，量程0～0.6A，内阻约1Ω；    电流表A2，量程0～3A，内阻约0.5Ω；
滑动变阻器R，0～10Ω，2A；           电键一只S，导线若干．

①首先要比较精确测量电动机的内阻r．根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，通过调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选V1．若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻r=0.5Ω．
②在图1方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图．（标明所选器材的符号）
③当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图2所示，此时电动机的输出功率是1.72W．

分析 （1）由题目中的已知条件可知，电机两端的电压，则可选择电压表；由欧姆定律可求得内阻；根据电路的特点可分析实验误差；
（2）要测出输出功率与输入电压的关系，可以采用分压接法，由电压表测电动机两端的电压，由P=UI求得功率；
（3）由图可读出电流表的示数，则由功率公式可求得电动机的总功率及内部电阻消耗的功率，则可求同电动机的输出功率．

解答 解：（1）因电阻小于1Ω，电路中电流最大0.5Ω，故最大电压为0.5V，故应选取V1，可以使读数更准确；
内阻r=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.1}{0.2}$=0.5Ω；
（2）电路采用电压表测电动机两端的电压，电流表测电流，由P=UI求得功率，则可得出输出功率与输入电压的关系；电流表应选择A1；电压表选择V2；

答案如图：
（3）由图可读出电路中电流I=0.40A，
此时电动机的输出功率P=UI-I2R=4.5×0.4-0.16×0.5=1.72W
故答案为：（1）V1，0.5；（2）如图所示；（3）1.72

点评 在仪表的选择中要注意应使测量结果更准确和安全，故电表的量程应略大于电路中可能出现的最大电流；
在接法中要注意根据各电器内阻的大小，灵活选择对应的接法．

练习册系列答案
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15．下列说法中正确的是（　　）
A．波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
B．光的偏振现象说明光是横波
C．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
D．分别用红光和绿光在同一装置上进行双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距较大
E．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空中的光速也是相同的
16．在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成60°角斜向上的磁场中，一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动．已知棒与水平面间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$．若在磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的过程中棒始终保持匀速直线运动，此过程中磁场方向与水平向右的夹角设为θ，则关于磁场的磁感应强度的大小B与θ的变化关系图象可能正确的是（　　）
A．B．C．D．
13．在“测定直流电动机的效率”实验中，用图1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（图2）；
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表所示：
实验次数12345
电动机的电流I/A0.20.40.60.82.5
所提重物的重力Mg/N0.82.04.06.06.5
重物上升时间t/s1.41.652.12.7重物不运动
计算电动机效率η的表达式为$η=\frac{mgh}{UIt}×100%$（用符号表示），第4次实验中电动机工作效率为74%．
③在第5次实验中，电动机的输出功率是0；可估算出电动机线圈的电阻为2.4Ω．
20．如图所示，长为L=0.54m的长木板放置在光滑的水平面上，长木板质量M=2kg，长木板最右端上放置一质量为m=1kg的小物体，设m与M之间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2．问：
（1）小物体m相对长木板M无滑动时，加在长木板M上的力F1为多大？
（2）若加在长木板M上的恒力F2=12N，F2一直作用的时间为多长时才能把小物体m从长木板上抽出．
10．2013年12月14日21时11分，“嫦娥三号”在月球正面的虹湾以东地区着陆，假设着陆前，“嫦娥三号”探月卫星绕月球表面匀速飞行（不计周围其他天体的影响），宇航员测出“嫦娥三号”飞行N圈用时为t，已知地球质量为M，地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g，则（　　）
A．“嫦娥三号”探月卫星匀速飞行的速度为$\frac{2πNR}{t}$
B．月球的平均密度为$\frac{3πM{N}^{2}}{g{r}^{2}{t}^{2}}$
C．“嫦娥三号”探月卫星的质量为$\frac{4{π}^{2}{N}^{2}{r}^{3}}{g{R}^{2}{t}^{2}}$
D．“嫦娥三号”探月卫星绕月球表面匀速飞行的向心加速度为$\frac{4{π}^{2}{N}^{2}r}{{t}^{2}}$
17．图甲所示的理想变压器原、副线圈匝数比为55：6，图乙是该变压器原线圈两端输入的交变电压u的图象，副线圈中L是规格为“24V，12W“的灯泡，Ro是定值电阻，R是滑动变阻器，导线电阻不计，图中各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是（　　）
A．流过灯泡L的电流每秒钟方向改变50次
B．原线圈两端输入电压的瞬时值表达式为u=311sin（50 π t）（V）
C．滑片P向下滑动的过程中，变压器的输入功率变小，V1表示数不变
D．滑片P向下滑动的过程中，灯泡L仍能正常发光，A1表示数变大，A2表示数变大
14．月球是地球唯一的天然卫星，其绕地运行的线速度大小为v1，角速度大小为ω1，轨道半径为r1，向心加速度大小为a1；地球同步卫星的线速度大小为v2，角速度大小为ω2，轨道半径为r2，向心加速度大小为a2．则下列判断正确的是（　　）
A．v1＞v2B．ω1＞ω2C．a1＜a2D．r1＜r2
15．下列说法正确的是（　　）
A．测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度
B．无线电波没有偏振现象
C．无线电波比红外线更容易发生干涉和衍射现象
D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波
E．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调

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