闭合电路欧姆定律图像

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1、辽宁“和教育”名师直播课高一年级物理2017年8月012闭合电路欧姆定律经常涉及到U-I图像和P-I图像可知:U-I图像中,与纵轴的截距为电动势、与横轴截距为短路电流、斜率为电源内阻根据闭合电路欧姆定律:U=E-IrUIOEI短θ根据功率与电流关系:电源总功率:P电=EI电源内功率:P内=I2r电源输出功率:P出=EI-I2rPIO例1、如图,直线b为电源图象,直线a为电阻R的图象,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的效率分别是(  )A.电源的效率为67%B.电源的输出功率为4WC.电源的输出功率为2WD.电源的效率为33.3%解:两图像交点含义是:交点纵坐标值是路端

2、电压U、横坐标值是干路电流I。则电源的输出功率P出=UI=4w。由图像可得:a的斜率是R=1Ω;b的斜率大小是r=0.5Ω。所以η=67%ABU-I图像:1:如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U﹣I图象,下列判断正确的是(  )A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1<I2B.电动势E1=E2,内阻r1>r2C.电动势E1>E2,内阻r1<r2D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化大练习:解:A.U﹣I图象中与U轴的交点表示电源的电动势,与I轴的交点表示短路电流,故电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2,故A错误;B、C.U﹣I图象中与U轴的交点表示电源

3、的电动势,斜率表示内阻,电动势E1=E2,内阻r1<r2,故B、C错误D.电动势E1=E2,内阻r1<r2,根据U=E﹣Ir可知,当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化大,故D正确;D2、如图5所示,U-I图线上,a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,b点α=β,则下列说法中正确的是()A.在b点时,电源有最大输出功率B.在b点时,电源的总功率最大C.从a到b时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将增大D.从b到c时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将减小解:A、B:电源的输出功率P出=UI,由数学知识可知,P出等于图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”,由图

4、可知,在b点时“面积”最大,电源的输出功率最大,选项A正确;电源的总功率P电=EI,在b点时I不是最大,电源的总功率不是最大。C、D:从A→C时,β角越大,电流越小,电源的总功率越小,但图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”增大,电源输出功率增大选项C错误;从B→C时,β角越大,电流越小,电源的总功率越小,图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”减小,电源的输出功率减小,选项D正确。AD3、硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的U-I图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅

5、光电池的内阻为()A.8.0ΩB.10ΩC.12ΩD.12.5Ω解:由欧姆定律得U=E-Ir,当I=0时,E=U,由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6v.根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压为2v,则内阻A例2、在如图1所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图2所示.当开关闭合后,下列判断正确的是(  )解决非线性元件问题A.灯泡L1的电阻为12ΩB.通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍C.灯泡L1消耗的电功率为0.75WD.灯泡L2消耗的电功率为0.30W解:A、C:当开关闭合后,灯泡L1的电压U1=3V,

6、由图读出其电流I1=0.25A,则灯泡L1的电阻R1=U1/I1=12Ω,功率P1=U1I1=0.75W,故A正确,C正确;B、D:灯泡L2、L3串联,电压U2=U3=1.5V,由图读出其电流I2=I3=0.20A,灯泡L2、L3的功率均为P=UI=1.5V×0.20A=0.30W,故B错误,D正确;ACD1、如图甲所示的电路中,a、b、c是三个完全相同的灯泡,已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,已知图线过点(0.4,0.125),闭合电键后流过电源的电流为0.25A,则下列说法正确的是(  )练习:A.灯泡a两端的电压为b两端的电压的2倍B.灯泡a的功率为0.75WC.灯泡b的阻值为12

7、ΩD.灯泡a、b的电功率之比为4:1解:A、b和c并联后与a串联,b和c的电压相同,则电流也相同,a的电流为b电流的2倍,由于灯泡是非线性元件,所以a的电压不是b电压的2倍,故A错误;B、根据图象可知,当电流为0.25A时,电压U=3V,所以P=UI=0.75W,故B正确;C、b的电流为0.125A,由图可知,此时b的电压0.4V,根据欧姆定律可知,b的电阻Rb=,故C错误;D、根据P=UI可知,a消耗的功率,b消耗的电功率P2=0

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