某学习小组为了测小电动机的内阻,进行了如下的实验:
①测得滑块的质量为5.0kg;
②将滑块、打点计时器和纸带安装在水平桌面上,如图甲所示;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④电动机以额定功率通过水平细绳牵引滑块运动,达到最大速度时,输入电动机电流为0.5A,电动机两端电压为36V,一段时间后关闭电源并立即制动电动机,待滑块静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定).在关闭电源前后,打点计时器在纸带上打出的部分点迹如图乙所示.
请你分析纸带的数据,回答下列问题:(计算结果保留二位有效数字)
①该滑块达到的最大速度为______m/s;
②关闭电源后,滑块运动的加速度大小为______m/s2;
③该电动机的内阻为______Ω.
①纸带上点迹均匀时,滑块以最大速度做匀速直线运动,故vm=
=. v
=1.5m/s(6.00+6.01+5.99+6.00)×0.01m 4×(0.02s×2)
②根据匀变速直线运动的公式△x=aT2,有:[(4.07+4.40+4.71)-(5.04+5.35+5.67)]×0.01m=9a(0.04s)2
解得:a=-2.0m/s2
③电动机的总功率等于内阻损耗的功率与输出机械功率之和,根据能量守恒定律,有
UI=I2r+Fvm
其中:F=f=ma
解得
r=12Ω
故答案为:①1.5 m/s;②2.0 m/s2;③12Ω.