某一小型电风扇额定电压为4.0V，额定功率为2.4W．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线．实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E（电动势为4.5V）B．电压

Question

某一小型电风扇额定电压为4.0V，额定功率为2.4W．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线．实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E（电动势为4.5V）
B．电压表V（量程为0～5V，内阻约为4kΩ）
C．电流表A₁（量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω）
D．电流表A₂（量程3A，内阻约0.05Ω）；
E．滑动变阻器R₁（最大阻值10Ω，额定电流1A）
F．滑动变阻器R₂（最大阻值2kΩ，额定电流100mA）

①为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．（填所选仪器前的字母序号）．
②请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在虚线内（小电风扇的电路符号如图1所示）．
③操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动．该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图2所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为______，正常工作时的发热功率为______，机械功率为______．

Answer 1

①电风扇的额定电流I=(P)/(U)=0.6A，从读数误差的角度考虑，电流表选择C．电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小，即选择E．
②因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻大约R=(U2)/(P)≈6.67Ω，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法．电路图如图所示．
③电压表读数小于0.5V时电风扇没启动．根据欧姆定律得，
R=(U)/(I)=(0.5)/(0.2)=2.5Ω．
正常工作时电压为4V，根据图象知电流为0.6A，
则电风扇发热功率P=I²R=0.36×2.5W=0.9W，
则机械功率P′=UI-I²R=2.4-0.9=1.5W．
故答案为①C、E  ②如图所示  ③2.5Ω，0.9W，1.5W．