Question

某同學(xué)查閱相關(guān)資料得到直流電動(dòng)機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的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15Ω），R₂是滑動(dòng)變阻器，A是理想電流表，實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
（1）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使其接入電路中的阻值為

最大

；
（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

9.0

V；
（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1.8A，直流電動(dòng)機(jī)M實(shí)際消耗的電功率為

3.8

W，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為

4.8

Ω．（保留2位有效數(shù)字）

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9.0V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=I

R

1

=0.6×15V=9.0V．
（3）由（2）知電源電壓恒為9.0V，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

=

U

R   1

=

9.0

15

A=0.6A，所以通過電動(dòng)機(jī)的電流為

I

2

=I-

I

1

=1.8-0.6=1.2A，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

=2.6V，則直流電動(dòng)機(jī)M實(shí)際消耗的電功率為P=

I

2

.

U

D

=1.2×3.2W=3.8W，所以變阻器兩端電壓為

U

2

=U-

U

D

=9.0-3.2=5.8V，故變阻器電阻為

R

變

=

U   2

I   2

=

5.8

1.2

Ω=4.8Ω
故答案為（1）最大
（2）9.0
（3）3.8，4.8

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．