Question

【題目】老師利用如圖所示的電路做演示實驗，用電動機提升不同質(zhì)量的重物穩(wěn)定上升．小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)重物的質(zhì)量變化時，電流表的示數(shù)也隨之變化，電動機的電功率也發(fā)生變化．小明猜想如果保證電動機的電流不變，電動機的電功率將和重物的質(zhì)量無關(guān)．請你利用圖中的器材，再根據(jù)實驗需要添加適當(dāng)?shù)钠鞑模�設(shè)計一個實驗判斷小明的觀點是否正確．

（1）畫出實驗電路圖．

（______）

（2）簡述實驗過程中，并寫出根據(jù)數(shù)據(jù)判斷小明觀點是否正確的方法______．

Answer 1

【答案】 斷開開關(guān)，將變阻器、電流表與電動機串聯(lián)在一起，將變阻器的最大電阻連入電路中，閉合開關(guān)，使電動機分別提升物體m1、m2、m3、m4（且m1<m2<m3<m4），通過移動變阻器的滑片，控制電路中的電流不變，分別記下電壓表的示數(shù)U1、U2、U3、U4；

根據(jù)P=UI，比較4次實驗中電動機功率的大小，從而說明小明的觀點是錯誤的。

【解析】

（1）當(dāng)重物的質(zhì)量變化時，電流表的示數(shù)也隨之變化，根據(jù)題中要求控制電流不變，故要使用電流表和滑動變阻器與電動機串聯(lián)，為比較電動機的功率大小，要測量電動機的電壓，據(jù)此設(shè)計電路；

（2）實驗步驟：

斷開開關(guān)，將變阻器、電流表與電動機串聯(lián)在一起，將變阻器的最大電阻連入電路中，閉合開關(guān)，使電動機分別提升物體m1、m2、m3、m4（且m1<m2<m3<m4），通過移動變阻器的滑片，控制電路中的電流不變，分別記下電壓表的示數(shù)U1、U2、U3、U4；

根據(jù)P＝UI，比較4次實驗中電動機功率的大小，從而說明小明的觀點是錯誤的。

(1)為控制電路中電流不變，故電路中串聯(lián)一個電流表和一個滑動變阻器，為比較電動機的功率大小，根據(jù)P＝UI可知，需要將電壓表并聯(lián)在電動機的兩端，如下圖所示：

(2)設(shè)提升物體的質(zhì)量分別為：m1、m2、m3、m4,且m1<m2<m3<m4，

實驗步驟：

①按電路圖連接電路,斷開開關(guān),將變阻器的最大電阻連入電路中,閉合開關(guān),移動變阻器的滑片,使電動機穩(wěn)定提升質(zhì)量為m1的物體,記下電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I；

②斷開開關(guān),將質(zhì)量為m2的物體替換m1,閉合開關(guān),移動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為I保持不變,穩(wěn)定提升重物m2,記下電壓表的示數(shù)U2；

③分別將質(zhì)量為m3的物體替換m2,m4替換m3,重復(fù)上面的步驟,分別記下電壓表的示數(shù)U3、U4；

現(xiàn)象和結(jié)論：

比較4次電壓表的示數(shù),發(fā)現(xiàn)U1<U2<U3<U4,根據(jù)P＝UI可知,P1<P2<P3<P4，故提升質(zhì)量越大的物體，電動機的功率越大，即電動機的電功率和重物的質(zhì)量有關(guān)，故小明的觀點是錯誤的。