Question

20．某同學(xué)進(jìn)行用實(shí)驗(yàn)測定玩具電動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)．如圖1中M為玩具電動(dòng)機(jī)．閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩個(gè)電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖2所示．圖中AB、DC為直線，BC為曲線．不考慮電表對電路的影響．

①變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí)，V₁讀數(shù)逐漸減�。�（選填：增大、減小或不變）
②電路中的電源電動(dòng)勢為3.6V，內(nèi)電阻為2Ω．
③此過程中，電源內(nèi)阻消耗的最大熱功率為0.18W．
④變阻器的最大阻值為30Ω．

Answer 1

分析 ①由閉合電路歐姆定律明確電流及電壓的變化；
②確定圖線與電壓表示數(shù)對應(yīng)的關(guān)系．根據(jù)圖線求出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．
③判斷V₂讀數(shù)的變化情況．電源內(nèi)阻的功率由P=I²r求解．
④當(dāng)I=0.1A時(shí)，電路中電流最小，變阻器的電阻為最大值，由歐姆定律求解變阻器的最大阻值．

解答 解：
①變阻器向左滑動(dòng)時(shí)，R阻值變小，總電流變大，內(nèi)電壓增大，路端電壓即為V₁讀數(shù)逐漸減��；

②由電路圖甲知，電壓表V₁測量路端電壓，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V₁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=$\frac{3.4-3.0}{0.2}$Ω=2Ω；
當(dāng)電流 I=0.1A時(shí)，U=3.4V，則電源的電動(dòng)勢 E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V；

③當(dāng)I=0.3A時(shí)，電源內(nèi)阻消耗的功率最大，最大功率P_max=I²r=0.09×2=0.18W；

④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．
故答案為：①減��；②3.6，2；③0.18；④30．

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