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高中物理
第九章 电路及其应用
电源的U－I图像
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2024-12-19 17:31
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电源的U－I图像
两类U－I图像的比较   `例` (多选)如图所示，图甲中M为一电动机，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A读数在0.2 A以下时，电动机没有转动.不考虑电表内阻，以下判断正确的是  A.图线①为V2读数随电流表读数的变化图线 B.电路中电源电动势为3.4 V C.此电路中，电动机的最大输入功率 是0.9 W D.滑动变阻器的最大阻值为30 Ω 解：由题图甲知，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，所以图线①为V2的读数随电流表读数的变化图线，故A正确； 图线(1)的斜率绝对值等于电源的内阻, 为 $r=\left|\frac{\Delta U}{\Delta I}\right|=\frac{3.4-3.0}{0.3-0.1} \Omega=2 \Omega$,当电流 $I_1=0.1 A$ 时, $U_1=3.4 V$, 则电源的电动势 $E=U_1+I_1 r=(3.4+$ $0.1 \times 2) V =3.6 V$ ，故 B 错误； 当 $I_2=0.3 A$ 时， $U_2=3 V$ ，此时电动机输入功率最大，且 $P=U_2 I_2=$ $3 \times 0.3 W=0.9 W$ ，故C正确； 若电流表 A 示数小于 0.2 A ，电动机不转动, 电动机的电阻 $r_{ M }=4 \Omega$, 当 $I_1=0.1 A$ 时, 电路中电流最小,滑动变阻器的电阻为最大值, 所以 $R$ 与 $R_0$ 并联电阻的最大值 $R_{\text {并 }}=\frac{E}{I_1}$ $-r-r_{ M }=\left(\frac{3.6}{0.1}-2-4\right) \Omega=30 \Omega$, 则滑动变阻器的最大阻值大于 $30 \Omega$,故 D错误.
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