Question

2．如圖所示，圖甲中M為一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過(guò)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(shí)，電動(dòng)機(jī)沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．不考慮電表對(duì)電路的影響，以下判斷錯(cuò)誤的是（　�。�

• A． 電路中電源電動(dòng)勢(shì)為3.6V
• B． 變阻器向右滑動(dòng)時(shí)，V₂讀數(shù)逐漸減小
• C． 此電路中，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率減小
• D． 變阻器的最大阻值為30Ω

Answer 1

分析 先確定圖線與電壓表示數(shù)對(duì)應(yīng)的關(guān)系．再根據(jù)圖線求出電源的電動(dòng)勢(shì)，并判斷V₂讀數(shù)的變化情況．當(dāng)I=0.3A時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出功率最大．由電動(dòng)機(jī)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(shí)，電路中電流最�。�由歐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(cè)量路端電壓，電流增大時(shí)，內(nèi)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(guān)系．此圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，為 r=$\frac{3.4-3}{0.2}$Ω=2Ω
當(dāng)電流 I=0.1A時(shí)，U=3.4V，則電源的電動(dòng)勢(shì) E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V，故A正確：
B、變阻器向右滑動(dòng)時(shí)，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，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，電動(dòng)機(jī)的電阻 r_M=$\frac{0.8-0.4}{0.1}$Ω=4Ω．
當(dāng)I=0.3A時(shí)，U=3V，電動(dòng)機(jī)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(dòng)時(shí)，R阻值變大，總電流減�。�電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率減�。蛔冏杵飨蜃蠡瑒�(dòng)時(shí)，R阻值變小，總電流增大．電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率增大，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)I=0.1A時(shí)，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正確．
本題選錯(cuò)誤的，故選：BC

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)物理圖象的理解能力，可以把本題看成動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，來(lái)選擇兩電表示對(duì)應(yīng)的圖線．對(duì)于電動(dòng)機(jī)，理解并掌握功率的分配關(guān)系是關(guān)鍵．