2019年高考物理双基突破：专题12-两种U－I图象（精讲）（含解析）

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1、一、导体的伏安特性曲线1．伏安特性曲线（1）概念：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U的I－U图象。（2）形状：①过原点的直线，对应元件叫线性元件；②过原点的曲线，对应元件叫非线性元件。（3）意义：能形象直观的反映出导体电阻的变化规律。2．线性元件的U－I图象与I－U图象的比较U－I图象I－U图象图象举例坐标轴含义纵坐标表示电压U纵坐标表示电流I横坐标表示电流I横坐标表示电压U斜率含义斜率表示电阻，如图R1R23．对伏安特性曲线的理解（1）图中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件。（2）图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电

2、阻越小，故Ra

3、欧姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1（3）由欧姆定律得I1＝，I2＝，由于U1＝U2，则I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3点评：分析I－U图象或U－I图象时，首先要明确是什么图象，要明确图线斜率k的意义，究竟是k＝R还是k＝。二、电源U—I曲线——路端电压U与电流I的关系1．因为U＝ε－Ir，一般认为电源的电动势ε和内阻r一定，其关系满足一次函数，图线为如图一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。（纵坐标的起点必须是从0起）2．由U＝E－Ir知，路端电压随干路电流的增大而减小，如图。如

4、果r＝0，即电源无内阻，则无论R、I怎样变化，U＝E，说明路端电压变化的根本原因在于电源有内阻，内阻上由于电流流过产生电势差（从负极到正极，测内电压的电压表正极必须与电池负极相连）。3．如图，U－I图线叫电源的伏安特性曲线，I起点为0时，其在纵轴上的截距等于电动势E，图线的斜率的绝对值k＝

5、

6、＝表示电源内电阻r，斜率的绝对值越大，表明电源的内阻越大。U起点为0时，其在横轴的截距为短路电流，即Im＝。4．图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻，即R＝。5．图线上每一点坐标的乘积——面积UI为电源的输出功率，而电源的总功率P总＝EI，P总－P出＝EI－UI为电源的发热

7、功率。【题6】如图所示为闭合电路中两个不同电源的U－I图象，则下列说法中正确的是A．电动势E1＝E2，短路电流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的路端电压变化较大【答案】D流，由图可知I1＞I2.A正确．而r＝E/I，即图线的斜率表示电源的内阻，由图知r1＜r2，B、C错误．当工作电流变化量相同时，因为r1＜r2，电源2内电压变化较大，由闭合电路的欧姆定律得E＝U外＋U内．所以电源2的路端电压变化较大。D正确。【题7】右图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线。用此电源与三个阻值均

8、为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。则该电路可能为【答案】B【题8】（多选）如图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0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不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝

9、

10、＝Ω＝2Ω。由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。三、两种U—I图线的比较1．闭合

11、电路欧姆定律的U—I曲线和部分电路欧姆定律的U—I曲线意义（1）U—I曲线不同。（2）图线表示的物理规律不同：如图（甲）是对固定电阻而言的，纵坐标和横坐标分别代表了该电阻两端的电压U和通过该电阻的电流I，反映了I和U的正比关系；图（乙）是对闭合电路整体而言的，U表示路端电压，I表示通过电源的电流，图线反映U和I的相互制约的关系。（3）图线的物理意义不同：图（甲）表示导体的性质，U与I成正比的前提是电阻R保持不变；图（乙）表示电源的性质，外电阻变化使U和I变化，而电源电动势和内阻不变。（4）图线斜率意义不同：图（甲）