Question

第34届全国青少年科技创新大赛于2019年7月20-26日在澳门举办，某同学为了测试机器人内部电动机的电阻变化，对一个额定电压为6V，额定功率约为3.5W小型电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究，要求电动机两端的电压能从零逐渐增加到6V，实验室备有下列器材：

A.电流表（量程Ⅰ:0～0.6 A，内阻约为1 Ω;量程Ⅱ:0～3 A，内阻约为0.1 Ω）

B.电压表(量程为0～6 V，，内阻几千欧)

C.滑动变阻器R₁(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)

D.滑动变阻器R₂₍最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)

E.电池组(电动势为9 V，内阻小于1 Ω)

F.开关和导线若干

（1）实验中所用的滑动变阻器应选 ____ (选填“C”或“D”)，电流表的量程应选 _____ (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

（2）请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。

（______）

（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1 V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为______Ω，电动机正常工作时的输出机械功率为_______W。(保留两位有效数字)

Answer

C Ⅰ 2.5 2.6

【解析】

（1）[1][2]．电风扇的额定电流，从读数误差的角度考虑，电流表选择量程Ⅰ。电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为10 Ω的误差较小，即选择C。

（2）[3]．因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。则可知对应的实物图如答案图所示。

（3）[4][5]．电压表读数小于1 V时电风扇没启动，由图象可知I=0.4 A。根据欧姆定律得

。

正常工作时电压为6 V，根据图象知电流为0.57 A，则电风扇发热功率

P=I2R=0.572×2.5 W=0.81 W

则机械功率

P'=UI-I2R=6×0.57 W-0.81 W=2.61 W≈2.6 W。