Question

（2011?汕頭二模）（1）如圖1（a）裝置，用自由落體法驗證機械能守恒定律，即在誤差允許范圍內驗證表達式

1

2

mv2=mgh 是否成立．
①為減少實驗誤差，具體操作如下：
A、應選擇質量較

大

（大或小）的物體作為實驗的重物．
B、釋放重物時，要保持紙帶處于

豎直

方向上．
②若以

1

2

v2為縱軸，下落的高度h為橫軸作出如圖1（b）圖象，則圖象的斜率代表的物理量是

g

．
（2）某實驗小組采用如圖2（a）的電路測量規格為“6V，0.5A”的小型直流電動機M中線圈的電阻（阻值約為幾歐姆）．R₀為阻值為3.0Ω的定值電阻．

①調節R時應控制電動機

不轉動

（轉動或不轉動）時讀出電流表、電壓表示數．
②若電壓表示數是2.50V，電流表示數如圖2（b），讀得電流表示數是

0.50A

．
③使用測得數據，計算電動機線圈電阻為

2.0

Ω．該電動機正常工作時輸出的機械功率為

2.5

W．（計算結果保留2位有效數字）
④由于

電壓表內阻

（電流表或電壓表內阻）的影響，測得的電阻比實際值偏

小

（大或小）．

Answer 1

分析：（1）對照機械能守恒的條件和需要驗證的方程分析．
（2）當電動機不轉動時，電動機電路為純電阻電路，才可用歐姆定律求解電阻．由功率關系求出電動機正常工作時輸出的機械功率．實際電壓表會分流，使得電流表測量的電流產生誤差．

解答：解：（1）①對于自由落體，機械能守恒的條件是只有重力做功，因此要盡可能減小空氣阻力、紙帶與打點之間的摩擦力．所以應選擇質量較大的重物作為研究對象．釋放重物時，要保持紙帶處于豎直方向上．
         ②本實驗需要驗證的方程是

1

2

mv2=mgh，即

1

2

v2=gh，以

1

2

v2為縱軸，下落的高度h為橫軸作出圖象，其斜率等于g．
     （2）①控制電動機不轉動時，線圈的電阻為純電阻，才有電阻R=

U

I

．
          ②量程是0.6A，電流的最小分度為0.02A，讀數為0.50A．
　　　　　③電動機線圈電阻R=

U

I

=

2.5

0.5

Ω=2Ω
           電動機正常工作時輸出的機械功率P_出=UI-I²R=（6×0.5-0.5²×2）W=2.5W
          ④由于電壓表的分流，電流表測量的是電動機與電壓表并聯的總電流，由R=

U

I

算出的是電動機與電壓表并聯的電阻，測量值比電動機電阻的真實值小．
故答案是：（1）大，豎直，重力加速度（或g ）
          （2）①不轉動
               ②0.50A
               ③電動機內阻R_M=2.0Ω，電動機正常工作時機械功率為2.5W．
               ④電壓表內阻，小．

點評：對于電動機電路，當電動機不轉動時，其電路為純電阻電路，歐姆定律U=IR適用；當電動機正常工作時，U＞IR，歐姆定律U=IR不成立．