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13.如圖1所示,圖中M為一電動機,當滑動變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過程中,兩電壓表的讀數隨電流表讀數的變化情況如圖2所示.已知電流表讀數在0.2A以下時,電動機沒有發(fā)生轉動.不考慮電表對電路的影響,以下判斷正確的是(  )
A.電路中的電源電動勢為3.4V
B.變阻器向右滑動時,V2表讀數逐漸增大
C.此電路中,電動機輸出的最大機械功率為0.9W
D.變阻器的最大阻值為30Ω

分析 由閉合電路歐姆定律明確電流及電壓的變化,確定圖線與電壓表示數對應的關系.根據圖線求出電源的電動勢和內阻.并判斷V2讀數的變化情況.當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。蓺W姆定律求解變阻器的最大阻值.

解答 解:
A、由電路圖甲知,電壓表V2測量路端電壓,電流增大時,內電壓增大,路端電壓減小,所以最上面的圖線表示V2的電壓與電流的關系.此圖線的斜率大小等于電源的內阻,為 r=$\frac{3.4-3.0}{0.2}$Ω=2Ω; 當電流 I=0.1A時,U=3.4V,則電源的電動勢 E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V,故A錯誤:
B、變阻器向右滑動時,R阻值變大,總電流減小,內電壓減小,路端電壓即為V2讀數逐漸增大,故B正確;
C、電流表讀數在0.2A以下時,電動機沒有發(fā)生轉動.由圖可知,電動機的電阻 rM=$\frac{0.8-0.4}{0.1}$Ω=4Ω.
當I=0.3A時,U=3V,電動機的輸入功率率最大,最大輸入功率為 P=UI3×0.3W=0.9W,則最大的輸出功率一定小于0.9W,故C錯誤;
D、當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-rM=($\frac{3.6}{0.1}$-2-4)Ω=30Ω,故D正確.
故選:BD

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的圖線.對于電動機,理解并掌握功率的分配關系是關鍵.

練習冊系列答案
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