直流电动机的基本结构由永磁铁和矩形线圈构成,如图1所示。现将标有“3V,3W”的

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高三物理上学期高考知识点讲解


直流电动机的基本结构由永磁铁和矩形线圈构成,如图1所示。现将标有“3V,3W”的直流电动机,串联一个滑动变阻器接在电动势为E =4. 0V、内阻为r=0.40Ω的电源的两端,如图2所示。已知电动机线圈的电阻Ro =0. 10Ω,不计其它电阻。

(1)若滑动变阻器接人电路的阻值R1=3.5Ω,且电动机卡住不转,求此时电路中的电流I1。
(2)调节滑动变阻器接人电路的阻值,或电动机工作时的负载发生变化,回路中的电流I及电源的输出功率P随之改变。
a.请从理论上推导P与,的关系式,并在图3中定性画出P-I图像;
b.求该电源对外电路能够输出的最大功率Pm。
(3)调节滑动变阻器接人电路的阻值,使电动机正常工作。现保持滑动变阻器接人电路的阻值不变,增加电动机的负载,电动机将通过转速调节达到新的稳定状态。请分析说明在这个过程中,电路中的电流如何变化。

参考答案与解析

【答案】(1)10W (2)电路中的电流变大
【解析】
(1)根据闭合电路欧姆定律有:
(2)a.电源的输出功率图像如图所示:

当电路中的电流时,电源的输出功率最大,且
(3)电动机的负载增加,达到新的稳定状态后,线圈的转速变慢,线圈因为切割磁感线产生反电动势变小,根据可知,电路中的电流变大。