2021届高考物理二论复习考点全解全析专题06 纯电阻、非纯电阻电路(解析版).docx

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1、专题06图像问题、纯电阻电路与非纯电阻电路【基础知识】一、电源的UI图像(1)图像的函数表达式:U=E-Ir。(2)图像表示:电源的外电路的特性曲线(路端电压U随电流I变化的图像),如图所示是一条斜向下的直线。(3)当外电路断路时(即R―→∞,I=0):纵轴上的截距表示电源的电动势E(E=U端);当外电路短路时(R=0,U=0):横坐标的截距表示电源的短路电流I短=。(条件:坐标原点均从0开始)(4)图线的斜率:其绝对值为电源的内电阻,即r==。(5)某点纵坐标和横坐标值的乘积:为电源的输出功率,在

2、图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率。二、电源的有关功率和电源的效率1.电源的有关功率和电源的效率(1)电源的总功率:P总=IE=I(U内+U外)。(2)电源的输出功率:P出=IU外。(3)电源内部的发热功率:P′=I2r。(4)电源的效率:η==,对于纯电阻电路,η==。,即外电阻越大,电源效率越高。2.输出功率和外电阻的关系在纯电阻电路中,电源的输出功率为P=I2R=R=R=(1)当R=r时,电源的输出功率最大,Pm=。(2)当R>r时,随着R增大,P减小。(3)当R

3、大。3.功率最大值的求解方法(0)需要注意的是题目问的是电源功率、定值电阻功率、变值电阻功率中的哪个。(1)流过电源的电流最大时,电源的功率、内损耗功率均最大。(2)对某定值电阻来说,其电流最大时功率也最大。(3)电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大,若不能相等,外电阻越接近内阻时,电源的输出功率越大。(4)对于外电路中部分不变电阻来说,可以写出其功率表达式,利用数学知识求其极值。【常考题型】考点1图像问题(含伏安特性曲线、电源U—I图)1、如图所示,为A、B两电阻的伏安特性曲线,关于两电阻的描述正确

4、的是(  )A.在两图线交点处,A的阻值等于B的阻值B.在两图线交点处,A的阻值小于B的阻值C.在两图线交点处,A的阻值大于B的阻值D.A的阻值随电流的增大而减小,B的阻值不变【答案】A【解析】两图线的交点处,电流和电压均相同,则由欧姆定律可知,两电阻的阻值大小相等,故A正确,B、C错误;由题图可知,电阻A的图像的斜率越来越大,故A的电阻随电流的增大而增大,电阻B阻值不变,故D错误。2、[多选]两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知(  )A.R1为线性元件,R2为非线性元件B.R1的电阻

5、R1=tan45°=1ΩC.R2的电阻随电压的增大而减小D.当U=1V时,R2的电阻等于R1的电阻【答案】AD【解析】由图可知R1的伏安特性曲线为过原点的直线,故R1为线性元件,R2的伏安特性曲线为曲线,故R2是非线性元件,故A正确;R1的电阻不等于tan45°,应为U与I的比值,大小为2Ω,故B错;R2为非线性元件,其中电阻大小仍等于某一时刻U与I的比值,D正确;由图可知R2随电压增大而增大,故C错。小结:对于电阻的U-I图,图像上某点是其对应的UI关系,图像的切线斜率能看出其电阻的变化趋势,但是某

6、点的电阻是该点与原点连线的斜率,斜率不是电阻。3、如图所示为一个电池组和一只电阻R的U—I图线。用该电池组与电阻R连接成闭合电路,则以下说法正确的是(  )A.电池组的内阻是0.5ΩB.电阻的阻值为2ΩC.电池组的输出功率将是5WD.改变电阻R的阻值时,则电池组的最大输出功率为6.25W【答案】D【解析】电池组的内阻r==Ω=1Ω,故A错误。电阻的阻值约R==Ω,故B错误。两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态,由图读出路端电压为U=2V,电流为I=3A,电池组的输出功率是P=UI=

7、6W,故C错误。当外电阻等于电池的内阻时,即外电阻R=r=1Ω时,电池组的最大输出功率P出=2R=2×1=6.25W,故D正确。4、如图所示,A为电源的UI图线,B为电阻R的UI图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是(  )A.4W,B.2W,C.4W,D.2W,【答案】C【解析】从题图可知E=3V,图线A和图线B的交点是电源和电阻R构成闭合电路的工作点,因此P出=UI=4W,P总=EI=6W。电源的效率η==。小结:电源的UI图与电阻的UI图结合一起时候,其交点意味着把两

8、元件连接成一个电路时实际工作时候的U与I,可通过此时的UI值来计算电阻的功率以及电路相关的物理量。此方法用于解决变值电阻的实际功率最为有效。5、如图所示,直线OAC为某一电源的总功率P总随电流i变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图象.若A、B对应的横坐标为2A,那么线段AB表示的功率及I=2A时对应的外电阻是().A.2W,0.5ΩB.4W,2ΩC.2W,lΩD.6W,2Ω【答案】A【解析】由图象知,直线OAC表示电源的P

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