问题 问答题

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.

答案

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
=
(6.00+6.01+5.99+6.00)×0.01m
4×(0.02s×2)
=1.5m/s

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.

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