Question

【题目】老师利用如图所示的电路做演示实验，用电动机提升不同质量的重物稳定上升．小明发现当重物的质量变化时，电流表的示数也随之变化，电动机的电功率也发生变化．小明猜想如果保证电动机的电流不变，电动机的电功率将和重物的质量无关．请你利用图中的器材，再根据实验需要添加适当的器材，设计一个实验判断小明的观点是否正确．

（1）画出实验电路图．

（______）

（2）简述实验过程中，并写出根据数据判断小明观点是否正确的方法______．

Answer 1

【答案】 断开开关，将变阻器、电流表与电动机串联在一起，将变阻器的最大电阻连入电路中，闭合开关，使电动机分别提升物体m1、m2、m3、m4（且m1<m2<m3<m4），通过移动变阻器的滑片，控制电路中的电流不变，分别记下电压表的示数U1、U2、U3、U4；

根据P=UI，比较4次实验中电动机功率的大小，从而说明小明的观点是错误的。

【解析】

（1）当重物的质量变化时，电流表的示数也随之变化，根据题中要求控制电流不变，故要使用电流表和滑动变阻器与电动机串联，为比较电动机的功率大小，要测量电动机的电压，据此设计电路；

（2）实验步骤：

断开开关，将变阻器、电流表与电动机串联在一起，将变阻器的最大电阻连入电路中，闭合开关，使电动机分别提升物体m1、m2、m3、m4（且m1<m2<m3<m4），通过移动变阻器的滑片，控制电路中的电流不变，分别记下电压表的示数U1、U2、U3、U4；

根据P＝UI，比较4次实验中电动机功率的大小，从而说明小明的观点是错误的。

(1)为控制电路中电流不变，故电路中串联一个电流表和一个滑动变阻器，为比较电动机的功率大小，根据P＝UI可知，需要将电压表并联在电动机的两端，如下图所示：

(2)设提升物体的质量分别为：m1、m2、m3、m4,且m1<m2<m3<m4，

实验步骤：

①按电路图连接电路,断开开关,将变阻器的最大电阻连入电路中,闭合开关,移动变阻器的滑片,使电动机稳定提升质量为m1的物体,记下电压表的示数U1和电流表的示数I；

②断开开关,将质量为m2的物体替换m1,闭合开关,移动变阻器的滑片,使电流表示数为I保持不变,稳定提升重物m2,记下电压表的示数U2；

③分别将质量为m3的物体替换m2,m4替换m3,重复上面的步骤,分别记下电压表的示数U3、U4；

现象和结论：

比较4次电压表的示数,发现U1<U2<U3<U4,根据P＝UI可知,P1<P2<P3<P4，故提升质量越大的物体，电动机的功率越大，即电动机的电功率和重物的质量有关，故小明的观点是错误的。