Question

5．如圖所示，圖甲中M為一電動機，當(dāng)滑動變阻器R的觸頭從最左端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示．已知電流表讀數(shù)在0.2A以下時，電動機沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動．不考慮電表對電路的影響，以下判斷正確的是（　　）

• A． 變阻器向右滑動時，V₂讀數(shù)逐漸減小
• B． 電路中電源內(nèi)阻為2Ω
• C． 此電路中，電動機的輸出功率先減小后不變
• D． 變阻器的最大阻值為36Ω

Answer 1

分析 先確定圖線與電壓表示數(shù)對應(yīng)的關(guān)系．再根據(jù)圖線求出電源的電動勢和內(nèi)阻，并判斷V₂讀數(shù)的變化情況．當(dāng)I=0.3A時，電動機輸出功率最大．由電動機的總功率UI與發(fā)熱功率I²R之差求解輸出功率．變阻器的全部接入電路時，電路中電流最小．由歐姆定律求解變阻器的最大阻值．

解答 解：AB、由電路圖甲知，電壓表V₂測量路端電壓，電流增大時，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以上面的圖線表示V₂的電壓與電流的關(guān)系．變阻器向右滑動時，R阻值變大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓即為V₂讀數(shù)逐漸增大．
由上面圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，為 r=$\frac{3.4-3.0}{0.3-0.1}$Ω=2Ω，故A錯誤，B正確．
C、由上面圖線知：當(dāng)電流 I=0.1A時，U=3.4V，則電源的電動勢 E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V：
由圖可知，電動機的電阻 r_M=$\frac{0.8-0.4}{0.1}$Ω=4Ω．當(dāng)I=0.3A時，U=3V，電動機輸出功率最大，最大為 P=UI-I²r_M=3V×0.3A-（0.3A）²×4Ω=0.54W，此電路中，變阻器向右滑動的過程中，R阻值變大，總電流減小．電動機的最大輸出功率減小，當(dāng)滑片滑到最右端時電路中電流不變，電動機的輸出功率不變．故C正確；
D、當(dāng)I=0.1A時，電路中電流最小，變阻器的電阻為最大值，所以 R=$\frac{E}{I}$-r-r_M=（$\frac{3.6}{0.1}$-2-4）Ω=30Ω，故D錯誤．
故選：BC

點評 本題考查對物理圖象的理解能力，可以把本題看成動態(tài)分析問題，來選擇兩電表示對應(yīng)的圖線．對于電動機，理解并掌握功率的分配關(guān)系是關(guān)鍵．