Question

7．某同學(xué)查閱相關(guān)資料得到直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)U-I特性曲線，如圖甲所示，該同學(xué)利用圖乙的實(shí)驗(yàn)電路研究電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，電路中使用恒壓電源（輸出電壓值固定），R₁是定值電阻（阻值為10Ω），R₂是滑動(dòng)變阻器，是理想電流表，實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

（1）合開關(guān)S₂前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁，使其接入電路中的阻值為最大．（選填“最大”或“最小”）
（2）先閉合開關(guān)S₁，開關(guān)S₂保持?jǐn)嚅_，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.6A，則恒壓電源輸出電壓為6.0V；
（3）再閉合開關(guān)S₂，然后緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電動(dòng)機(jī)恰好轉(zhuǎn)動(dòng)起來，此時(shí)電流表的示數(shù)為2.0A，直流電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的電功率為5.6W，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為1.43Ω．

Answer 1

分析 本題關(guān)鍵是抓住電源是恒壓電源、電流表是理想電流表的條件，即${S}_{2}^{\;}$閉合前后電源兩端電壓及${R}_{1}^{\;}$兩端電壓均為6.0V不變，再結(jié)合歐姆定律求出通過電動(dòng)機(jī)的電流，然后根據(jù)電動(dòng)機(jī)的U-I圖象讀出電動(dòng)機(jī)兩端電壓，從而求出電動(dòng)機(jī)的功率．

解答 解：（1）因變阻器采用限流式接法，開關(guān)閉合前為使電路中電路中電流最小，應(yīng)其接入電路中的阻值為最大．
（2）根據(jù)歐姆定律開關(guān)S₂保持?jǐn)嚅_時(shí)恒壓電源輸出電壓為U=I₁R₁=0.6×10V=6.0V．
（3）由（2）知電源電壓恒為6.0V，閉合開關(guān)${S}_{2}^{\;}$后根據(jù)歐姆定律有通過${R}_{1}^{\;}$電流為${I}_{1}^{\;}$=$\frac{U}{{R}_{1}^{\;}}$=0.6A，所以通過電動(dòng)機(jī)的電流為${I}_{2}^{\;}$=I-${I}_{1}^{\;}$=2.0-0.6=1.4 A，
再根據(jù)電動(dòng)機(jī)的U-I圖象可讀出電動(dòng)機(jī)兩端電壓${U}_{D}^{\;}$=4.0V，
則直流電動(dòng)機(jī)M實(shí)際消耗的電功率為P=${I}_{2}^{\;}$${U}_{D}^{\;}$=1.4×4.0W=5.6W，
變阻器兩端電壓為${U}_{2}^{\;}$=U-${U}_{D}^{\;}$=6.0-4.0=2.0V，
變阻器電阻為${R}_{變}^{\;}$=$\frac{{U}_{2}^{\;}}{{I}_{2}^{\;}}$=$\frac{2.0}{1.4}=1.43$Ω
故答案為：（1）最大；（2）6.0；（3）5.6，1.43

點(diǎn)評(píng) 電動(dòng)機(jī)是非純電阻，不再符合歐姆定律，因此，在遇到含電動(dòng)機(jī)的問題時(shí)不能根據(jù)歐姆定律直接去求電動(dòng)機(jī)的電流或電壓，只能根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)或圖象間接求出．