Question

【题目】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

Answer 1

【答案】（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；

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