Question

3．有一標有“6V，0.5A”的小型直流電動機，轉子是由銅導線繞制的線圈組成，阻值約為0.8Ω．為了測量電動機正常工作時的輸出功率，應先測量電動機線圈的電阻．現提供的器材除導線和開關外還有：
A．直流電源E：8V（內阻不計）
B．直流電流表A₁：0～0.6A（內阻約為0.5Ω）
C．直流電流表A₂：0～3A（內阻約為0.1Ω）
D．直流電壓表V₁：0～3V（內阻約為5kΩ）
E．直流電壓表V₂：0～15V（內阻約為15kΩ）
F．滑動變阻器R₁：0～10Ω，2A
G．標準電阻R₂：3Ω
（1）需要選用的電流表是A₁，電壓表是V₁．
（2）畫出能較準確地測出電動機線圈電阻的電路圖．圖中M表示電動機．
（3）閉合S，調整R₁在測量電動機線圈電阻時應BD
A．使電動機轉動穩(wěn)定后讀出電流表，電壓表示數
B．控制電動機不轉動時讀出電流表、電壓表示數
C．使電動機兩端電壓達到額定值
D．使兩電表指針有較大角度的偏轉
（4）若電壓表的示數為2.00V，電流表的示數為0.50A，電動機線圈電阻為1.0Ω．該電動機正常工作輸出的機械功率為2.75W．

Answer 1

分析 （1）從而測量的精確性角度考慮，選擇電壓表和電流表的量程，測量電動機內阻時，電動機需不轉動，通過歐姆定律求出電動機的內阻．
（2）根據題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）測電阻時應控制電動機不轉．
（4）由歐姆定律求出線圈電阻，應用電功公式求出輸出功率．

解答 解：（1）測電動機線圈電阻，應控制電動機不轉，測出電動機兩端電壓與通過電動機的電流，電動機不轉時，通過電動機的電流與電動機兩端電壓都很小，電流表選B：A₁，電壓表選D：V₁；
（2）電動機不轉時，兩端最大電壓約為：U=0.5×0.8=0.4V，滑動變阻器應采用分壓接法，電動機線圈電阻約為0.8Ω，電流表內阻約為0.5Ω，電壓表內阻約為5kΩ，電流表應采用外接法，
因線圈的電阻太小，因此為保護電動機，則將定值電阻與電動機串聯，實驗電路圖如圖所示：

（3）測電動機內阻時，應控制電動機不轉動時讀出電流表、電壓表示數，為減小讀數誤差，應使兩電表指針有較大角度的偏轉，故選BD；
（4）電動機線圈電阻：r=$\frac{U}{I}$-R₂=$\frac{2}{0.5}$-3=1Ω，電動機正常工作時，總功率：P=UI=6×0.5=3W，
線圈產生的熱功率：P_Q=I²r=0.5²×1=0.25W，
電動機正常工作輸出的機械功率：P_機械=P-P_Q=3-0.25=2.75W；
故答案為：（1）A₁  V₁；（2）如圖所示；（3）BD；（4）1.0；2.75．

點評 解決本題的關鍵知道器材選取的原則，即精確、安全，以及知道電動機正常工作時輸入功率等于輸出功率與內部消耗功率之和．