2017-2018学年高二物理 电学专题提升 专题19 两类u—i图象的比较及应用

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1、专题19两类U—I图象的比较及应用一：专题概述两种图象的比较电源U－I图象电阻U－I图象图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标原点，表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r电阻大小二：典例精讲1．电阻U－I图象的理解典例1：小灯泡通电后其电流I随所加电压U

2、变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是（　　）A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B.对应P点，小灯泡的电阻为C.对应P点，小灯泡的电阻为D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围“面积”【答案】BD【点睛】对于线性元件，欧姆定律成立，即，对于非线性元件，欧姆定律不成立，．2．电源U－I图象的理解典例2：如图所示，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

3、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【答案】AD【解析】在b点时，因为α=β，所以直线ob的斜率大小与直线ac的斜率大小相等，所以此时外电阻和电源的内电阻的大小相等，此时电源的输出功率最大，故A对。电源的总功率P总=EI，从b→a时，β角越小，I越大，电源的总功率越大，电源的输出功率也越大．故b点的总功率不是最大。故Ｂ错。在b点时，电源的输出功率最大，从a到b时，β角增大，输出功率变大，由于电流变小，故电源

4、总功率减小，故C错。同理，从b到c时，β角增大，输出功率减小，由于电流减小，故电源总功率减小，故D对。故选AD。3．电源U－I图象与电阻U－I图象的结合典例3：(多选)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一位同学记录电流表和电压表的测量数据，另一位同学记录电流表和电压表的测量数据。两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条U－I图线。则图象中两图线的交点表示的物理意义是(　　)A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0

5、消耗的功率为0.5WD．电源的效率达到最大值【答案】BC典例4：如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是(　　)A．电源的电动势为50VB．电源的内阻为ΩC．电流为2.5A时，外电路的电阻为15ΩD．输出功率为120W时，输出电压是30V【答案】ACD三总结提升利用两种图象解题的基本方法利用电源的U－I图象和电阻的U－I图象解题，无论电阻的U－I图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的U－I图线画在同一坐

6、标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求。四提升专练1.如图所示是两个电阻R1、R2的I－U图线，将两电阻R1、R2并联后的总电阻为R，则电阻R的I－U图象分布在图中哪个区域？A.Ⅰ区B.Ⅱ区C.Ⅲ区D.不能确定【答案】A【解析】两电阻并联后，总电阻要小于两电阻,而在I-U图象中，斜率越大，电阻越小，故并联之后的电阻应在区域I，故选项A正确。2.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是(　)A.加5V电压时，导体的电阻为5ΩB.加12V电压时，导体的电阻

7、为24ΩC.由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D.由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小【答案】AD3.(多选))如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是(　　)A．电源的电动势为6.0VB．电源的内阻为12ΩC．电源的短路电流为0.5AD．电流为0.3A时的外电阻是18Ω【答案】AD【解析】由于该电源的U－I图象的纵轴坐标不是从零开始的，故纵轴上的截距仍为电源的电动势，即E＝6.0V，但横轴上的截距0.5A并不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝

8、

9、＝Ω＝2Ω。由

10、闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3A时，外电阻R＝－r＝18Ω。故选项A、D正确。4.(多选)如图所示，为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据做出的路端电压与电流强度的关系图线，C、E分别时图像上D点对应的纵坐标、横坐标，A、B为图像纵截距与横截距，由图可知（）A.比值表示外电路电阻B.比值表示电源内电阻C.比值表示电源效率D.矩形OCDE的面