Question

【題目】直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由永磁鐵和矩形線圈構(gòu)成，如圖1所示。現(xiàn)將標(biāo)有“3V，3W”的直流電動(dòng)機(jī)，串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器接在電動(dòng)勢為E =4. 0V、內(nèi)阻為r=0.40Ω的電源的兩端，如圖2所示。已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻Ro =0. 10Ω,不計(jì)其它電阻。

(1)若滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值R1=3.5Ω，且電動(dòng)機(jī)卡住不轉(zhuǎn)，求此時(shí)電路中的電流I1。

(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值，或電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的負(fù)載發(fā)生變化，回路中的電流I及電源的輸出功率P隨之改變。

a．請從理論上推導(dǎo)P與，的關(guān)系式，并在圖3中定性畫出P-I圖像；

b．求該電源對外電路能夠輸出的最大功率Pm。

(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值，使電動(dòng)機(jī)正常工作。現(xiàn)保持滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值不變，增加電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，電動(dòng)機(jī)將通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。請分析說明在這個(gè)過程中，電路中的電流如何變化。

Answer 1

【答案】（1）；10W （2）電路中的電流變大

【解析】

（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律有：

（2）a.電源的輸出功率，圖像如圖所示：

當(dāng)電路中的電流時(shí)，電源的輸出功率最大，且

（3）電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增加，達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)后，線圈的轉(zhuǎn)速變慢，線圈因?yàn)榍懈畲鸥芯�產(chǎn)生反電動(dòng)勢變小，根據(jù)可知，電路中的電流變大。