题目内容

17.如图所示,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的触头从左端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示.已知电流表读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动.不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是(  )
A.电路中电源电动势为3.6V
B.变阻器向右滑动时,V2读数逐渐减小
C.此电路中,电动机的输出功率减小
D.变阻器的最大阻值为30Ω

分析 先确定图线与电压表示数对应的关系.再根据图线求出电源的电动势,并判断V2读数的变化情况.当I=0.3A时,电动机输出功率最大.由电动机的总功率UI与发热功率I2R之差求解输出功率.变阻器的全部接入电路时,电路中电流最小.由欧姆定律求解变阻器的最大阻值.

解答 解:
A、由电路图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系.此图线的斜率大小等于电源的内阻,为 r=$\frac{3.4-3.0}{0.2}$Ω=2Ω
当电流 I=0.1A时,U=3.4V,则电源的电动势 E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V,故A正确:
B、变阻器向右滑动时,R阻值变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即为V2读数逐渐增大,故B错误;
C、由图可知,电动机的电阻 rM=$\frac{0.8-0.4}{0.1}$Ω=4Ω.
当I=0.3A时,U=3V,电动机输出功率最大,此过程电动机输出功率增大,故C错误;
D、当I=0.1A时,电路中电流最小,变阻器的电阻为最大值,所以 R=$\frac{E}{I}$-r-rM=($\frac{3.6}{0.1}$-2-4)Ω=30Ω,故D正确.
故选:AD.

点评 本题考查对物理图象的理解能力,可以把本题看成动态分析问题,来选择两电表示对应的图线.对于电动机,理解并掌握功率的分配关系是关键.

练习册系列答案
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6.某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.

(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨空腔内通入压缩空气;
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间,已知碰后两滑块一起运动;
⑥先接通打点计时器的电源,然后放开滑块1,让滑块带动纸带一起运动;
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如图乙所示;
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.
试着完善实验步骤⑥的内容.
(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为0.620kg•m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为0.618 kg•m/s(保留三位有效数字)
(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔之间有摩擦.

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