Question

【題目】小宇有一臺帶USB接口的小型電風扇，額定電壓為5.0V，額定功率為2W。他想通過實驗描繪出這臺小電風扇的伏安特性曲線。他在實驗室中沒有找到合適的電壓表，但找到了導線、開關，還有以下器材：

A．電源E(電動勢為6.0V)

B．電流表A1(量程為0-0.6A，內阻為0.2Ω)

C．電流表A2(量程150mA，內阻為0.5Ω)

C．滑動變阻器R1(最大阻值100Ω)

D．滑動變阻器R2(最大阻值10Ω)

E．固定電阻R3=40Ω

F．固定電阻R4=20Ω

(1)為了便于調節(jié)，減小讀數誤差和系統誤差，實驗中滑動變阻器應選用____；固定電阻應選用_______(填所選儀器前的字母序號)。

(2)請你為他設計實驗電路，并把電路圖畫在甲圖中的方框內_____(方框內已畫出了小電風扇的電路符號)

(3)小宇在實驗過程中發(fā)現，小電風扇在電流表A1讀數小于0.11A時電風扇沒有轉動。他通過實驗描繪出I1(電流表A1的讀數)、I2(電流表A2的讀數)的圖像如圖所示(I1為0.11A時I2為10mA)。由此可以判定，小電風扇的電阻為___Ω，正常工作時的發(fā)熱功率為__W，機械效率為____。(結果均保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】D E 4.0 0.64 68%

【解析】

(1)[1][2]為便于調節(jié)、改變電壓，滑動變阻器選擇最大阻值較小的，即選D；小風扇額定電流為

則A1測干路，A2測定值電阻，當電壓最大為6V時，定值電阻最小為

則定值電阻選E。

(2)[3]為保證電壓從0開始增加，電路連接為分壓法，將定值電阻與風扇并聯以求得電壓，設計如下

(3)[4]由并聯分流及電壓相等可求此時小電風扇兩端電壓為

則小電風扇的電阻為

[5]由可求正常工作時發(fā)熱功率為

[6]機械效率為