问题详情：
马剑同学利用如图*所示电器，测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据，已知电源电压恒定，当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中，两个电压表的读数与电流表的读数变化关系如图乙所示，当通过电动机的电流大于0.4A时，电动机转子才转动．
（1）开关S闭合前，滑动变阻器滑片应滑至最 端（选填“左”或“右”）；由图可知电源电压为 V，其中 （选填“a”或“b”）是表示
与
变化的规律；
（2）求电动机线圈的电阻和滑动变阻器的最大阻值；
（3）在这个过程中，求电动机的最大输出功率；当电动机输出功率最大时，求电动机的效率．
【回答】
【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】由电路图可知，电动机M与滑动变阻器串联，电压表V1测M两端的电压，电压表V2测电源的电压，电流表测电路中的电流．
（1）为防止电路中电流过大烧坏电动机和电源，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；电源电压恒定，则电压表V2的示数不变，据此判断V1与A的变化规律，由图象可知电源的电压；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象可知电动机两端的电压和电路中的电流，此时电动机转子不转动是纯电阻用电器，根据欧姆定律求出电动机线圈的电阻和电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）当电路中的电流最大时电动机的输出功率最大，根据图象可知电路中的最大电流，根据P=UI求出输出的最大功率；根据P=I2R求出线圈电阻的发热功率，输出功率减去发热功率即为输出机械能的功率，输出机械能的功率和消耗电能的功率之比即为电动机的效率．
【解答】解：由电路图可知，电动机M与滑动变阻器串联，电压表V1测M两端的电压，电压表V2测电源的电压，电流表测电路中的电流．
（1）为保护电路，开关S闭合前，滑动变阻器滑片处于最大阻值处的最右端；
因电源电压恒定，
所以，电压表V2的示数不变，由图象可知a表示V2与A的变化规律、b表示V1与A的变化规律，且电源的电压为3V；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图象可知，电动机两端的电压UM=0.2V，电路中的电流I=0.2A，
由I=
可得，电动机线圈的电阻和电路中的总电阻分别为：
R线圈=
=
=1Ω，R=
=
=15Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器的最大阻值：
R滑=R﹣R线圈=15Ω﹣1Ω=14Ω；
（3）当电路中的电流最大时，电动机的输出功率最大，
由图象可知，电路中的最大电流I大=0.6A，
电动机的最大输出功率：
P大=UI大=3V×0.6A=1.8W，
线圈电阻的发热功率：
P线圈=I大2R线圈=（0.6A）2×1Ω=0.36W，
输出功率：
P输出=P大﹣P线圈=1.8W﹣0.36W=1.44W，
电动机的效率：
η=
×100%=
×100%=80%．
答：（1）右；3；b；
（2）电动机线圈的电阻为1Ω，滑动变阻器的最大阻值为14Ω；
（3）在这个过程中，电动机的最大输出功率为1.8W；当电动机输出功率最大时，电动机的效率为80%．
知识点：电功率单元测试
题型：计算题
