如图1所示,电路中R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,M为玩具电动机,电动机线圈电阻r1=0.5Ω,A、V1、V...
问题详情:
如图1所示,电路中R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,M为玩具电动机, 电动机线圈电阻 r1=0.5Ω,A、V1、V2均理想电表。闭合开关 S1、断开开关 S2,在将滑动 变阻器的滑动触头 P 从最右端滑到最左端的过程中,两个电压表的示数随电流表示数变化的完整图线如图2所示。
(1)求电源的电动势E和内阻r;
(2)求滑动变阻器R2的最大功率 Pm;
(3)若滑动变阻器的滑动触头P滑到最左端后,再闭合开关S2,此时电流表的示数 I=1.0A,求此状态下电动机的输出功率P
【回答】
(1)E=6V,r=2Ω(2)0.9W(3)1.875W
【解析】
由题图2可知,图线B的延长线与纵轴的交点值表示电动势,由图线A可知R1 的电阻,电压表的示数变化等效于电源内阻r和定值电阻R1分得的电压变化,根据斜率求出内阻r;将Rl看成电源的内阻,当等效电源的内外电阻相等时,滑动变阻器R2的功率最大,根据闭合电路欧姆定律求解电流,再求出滑动变阻器 R2 的最大功率;当电流表的示数时,根据闭合电路欧姆定律求出电源的路端电压,根据并联分流求出此时通过电动机的电流,根据求出电动机的输出功率;
【详解】
解:(1)由题图2可知,图线B的延长线与纵轴的交点值表示电动势,即电源的电动势
由图线A可知
电压表的示数变化等效于电源内阻r和定值电阻R1分得的电压变化,则与电流表示数的变化的比值为,即,
解得电源内阻
(2)由图线B知,滑动变阻器接入电路的最大阻值,
根据等效电源原理可知,当时,的功率最大,
此时电流
滑动变阻器的最大功率为
(3)当电流表的示数时,电源的路端电压为
此时通过的电流为,
此时通过电动机的电流为,
则电动机的输出功率
知识点:闭合电路的欧姆定律
题型:解答题
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