Question

【題目】直流電動機的基本結構由永磁鐵和矩形線圈構成，如圖1所示。現將標有“3V，3W”的直流電動機，串聯一個滑動變阻器接在電動勢為E =4. 0V、內阻為r=0.40Ω的電源的兩端，如圖2所示。已知電動機線圈的電阻Ro =0. 10Ω,不計其它電阻。

(1)若滑動變阻器接人電路的阻值R1=3.5Ω，且電動機卡住不轉，求此時電路中的電流I1。

(2)調節滑動變阻器接人電路的阻值，或電動機工作時的負載發生變化，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P與，的關系式，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)調節滑動變阻器接人電路的阻值，使電動機正常工作。現保持滑動變阻器接人電路的阻值不變，增加電動機的負載，電動機將通過轉速調節達到新的穩定狀態。請分析說明在這個過程中，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：

當電路中的電流時，電源的輸出功率最大，且

（3）電動機的負載增加，達到新的穩定狀態后，線圈的轉速變慢，線圈因為切割磁感線產生反電動勢變小，根據可知，電路中的電流變大。