Question

请用玩具电动机、滑动变阻器、开关、电源、导线、质量已知的钩码一个、细线、刻度尺、铁架台、秒表等器材设计一个实验，探究电流通过电动机做的功与通电时间的关系．（以上器材都符合实验要求，忽略电动机电阻，电源电压保持不变）
（1）在虚框中画出实验电路；（电动机符号：）
（2）写出实验步骤；
（3）设计实验记录表格．

Answer

（1）电动机与滑动变阻器串联，通过调节滑动变阻器的电阻的大小来调节通过电动机的电流的大小，从而控制钩码上升的高度；
（2）把电动机水平固定在铁架台上方的支架上，把刻度尺直立固定在电动机旁，根据电路图连接电路，闭合开关，分别记下钩码提升的高度和时间；
（3）设计的表格要有时间、高度、质量、重力、做功这几项，且要带有单位．
【解析】
（1）电路图如图所示：
．
（2）①把电动机水平固定在铁架台上方的支架上，将长细线一端系在电动机转轴上，另一端系在钩码上，钩码垂于转轴下方，把刻度尺直立固定在电动机旁，根据电路图连接电路，调节滑动变阻器为适当阻值；  
②闭合开关S，用刻度尺测出钩码提升的高度h，用秒表测出钩码上升的时间t，断开开关S，记录h和t到表格，恢复钩码到初始位置；
③闭合开关S，用刻度尺测出钩码提升的新高度h，用秒表测出本次钩码上升的时间t，断开开关S．记录h和t到表格，恢复钩码到初始位置；
④仿照步骤③再做4次；                                        
⑤记录钩码的质量m到表格，利用公式W=Gh=mgh计算6次电动机做的功，并记录到表格．                                               
（3）实验记录表格如下：

t/s
h/m
m/kg
G/N
W/J