Question

3．某直流電動(dòng)機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的U-I圖象如圖甲所示，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，恒壓電源輸出電壓不變，R₁=15Ω，R₂是滑動(dòng)變阻器，電流表A是理想電流表，實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

（1）閉合開(kāi)關(guān)S₂前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使其滑動(dòng)觸頭應(yīng)在左端．（選填“左”或“右”）
（2）先閉合開(kāi)關(guān)S₁，開(kāi)關(guān)S₂保持?jǐn)嚅_(kāi)，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(kāi)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(lái)，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4.8Ω．（取兩位有效數(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S₂閉合前后電源兩端電壓及R₁兩端電壓均為9.0V不變，再結(jié)合歐姆定律求出通過(guò)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，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律以及歐姆定律可求得滑動(dòng)變阻器接入電阻．

解答 解：（1）因變阻器采用限流式接法，開(kāi)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．故滑片應(yīng)在最左端；
（2）根據(jù)歐姆定律開(kāi)關(guān)S₂保持?jǐn)嚅_(kāi)時(shí)恒壓電源輸出電壓為U=IR₁=0.6×15V=9.0V．
（3）由（2）知電源電壓恒為9.0V，閉合開(kāi)關(guān)S₂后根據(jù)歐姆定律有通過(guò)R₁電流為I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{9.0}{15}$A=0.6A，所以通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為I₂=I-I₁=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U₂=3.2V，則直流電動(dòng)機(jī)M實(shí)際消耗的電功率為P=I₂U₂=1.2×3.2W=3.8W；此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U=E-U₂=9-3.8=5.2V，由歐姆定律可知，接入電阻R=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{5.2}{1.2}$=4.8Ω．
故答案為（1）左（2）9.03.8；4.8．

點(diǎn)評(píng) 本題目關(guān)鍵明確電動(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(wèn)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．