Question

市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇．某物理研究性学习小组想电风扇正常运行时的机械功率．于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但是其他字迹不清楚．该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池，并从电风扇装电池处的正、负两极各接出一条引线．提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒．

（1）该小组进行了如下的部分实验步骤，请写出第三步实验过程：
A、按事先设计的电路连接各元件，并使滑片处于使电路电阻最大处；
B、合上开关，使滑片从最左端开始缓慢移动，使电压表和电流表都有明显读数，但电风扇并未转动，读出此时的电压表和电流表读数U、I；
C、______；
D、用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为______．
（2）按上述实验过程，本实验的电路图应选择______（填“甲”或“乙”）．
（3）如果你家买了台电风扇，接上电源后，启动风扇开关，风扇电动机不运转，你能分析一下原因吗？至少写出两种原因，并说明检测方法．

Answer

当风扇电动机不运转时，读出的电压和电流是电动机内阻上的电压和电流，可计算出内阻；正常工作时的电压和电流，可计算出总功率，总功率减去内阻上的功率即为机械功率．选择滑动变阻器的分压解法，可以较大范围的改变电压．
【解析】
（1）C、调节滑动变阻器，使风扇正常工作，读出电压表读数U和电流表读数I．
因为电风扇未转动时，电压表和电流表读数U、I，根据欧姆定律得，电风扇的内阻，电动机的输入功率为UI，则电动机正常工作时的机械功率P=UI-．
（2）由题意可知，实验中应使电动机两端的电压应达到额定电压，而实验中的风扇是采用两节干电池供电，故采用两节干电池供电时，电压稍大于额定电压，故采用限流接法无法保证达到额定电压，故应采用分压接法，故应选用甲图接法；
（3）启动风扇，电动机不运转，可能是风扇启动开关出现故障，或是风扇电动机烧坏．可以用多用电表的电阻挡测量电动机的电阻．
故答案为：（1）调节滑动变阻器，使风扇正常工作，读出电压表读数U和电流表读数I，P=IU-I2．         
（2）甲．  
（3）启动风扇，电动机不运转，可能是风扇启动开关出现故障，或是风扇电动机烧坏．可以用多用电表的电阻挡测量电动机的电阻．