高中物理人教必修三12.23兩個UI圖象問題學案

1、部分電路歐姆定律和閉合電路歐姆定律分析【知識梳理】一、部分電路歐姆定律1情景：如圖，當調(diào)節(jié)滑動變阻器R時， R0兩端電壓U與電流I滿足什么樣的關(guān)系式。(1)若不考慮電阻率隨溫度變化情況，請畫出電阻R0的UI圖象；(2)若考慮電阻率隨溫度變化情況，請畫出電阻R0的UI圖象；2圖象分析(1)物理意義：電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系。(2)截距：過坐標軸原點，表示該電阻所加電壓為零，此時電流為零。(3)坐標點：表示該電阻的電壓U與電流I。U與I的乘積表示此時該電阻消耗的功率(如A點功率PU0I0)。U與I的比值表示該電阻的大小(如A點電阻R0eq f(U0,I0)。不同坐標點比值一樣，說明該電

2、阻阻值不變(如左圖)；坐標點比值不同，說明該電阻最電壓變化而變化(如右圖)。(4)斜率：keq f(U,I)。左圖圖象是直線，有keq f(U,I)tan，R0eq f(U,I)tan, kR，斜率表示該電阻的大??；右圖圖象是曲線，以A點為例，keq f(U,I)tan，R0eq f(U0,I0)tan，kR，斜率不表示電阻的大小。二、閉合電路歐姆定律(變化電阻UI圖象)1情景：如圖，當調(diào)節(jié)滑動變阻器R時， R兩端電壓U與電流I滿足什么樣的關(guān)系式。請畫出電阻R的UI圖象。2圖象分析(1)物理意義：電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系。(2)截距：與縱軸交點表示電源電動勢E，與橫軸交點表示電源短路

3、電流，即I短eq f(E,r)。(3)坐標點：表示路端電壓U與電流I。U與I的乘積表示外電路電阻消耗的功率，即電源的輸出功率。U與I的比值表示外電路電阻的大小(如A點電阻Req f(U0,I0)，不同點對應的外電阻大小不同。(4)斜率：keq blc|rc|(avs4alco1(f(U,I)r，表示電源內(nèi)阻。注意：閉合電路中的外電阻我們可以等效成一個變化電阻，因此該圖象可以表示為閉合電路中變化電阻兩端的電壓與電流的關(guān)系，電路中其它定值電阻可以等效成電源內(nèi)阻。三、兩圖象之間的聯(lián)系 在圖象 = 1 * ROMAN I中A點表示某確定電源E的閉合電路中，當調(diào)節(jié)滑動變阻器，使路端電壓為U0，電流為I0

4、，此時外電路電阻為(即滑動變阻器阻值)Req f(U0,I0)，恰好等于圖象 = 2 * ROMAN II中表示的定值電阻大小R0eq f(U0,I0)。因此，在該坐標系中兩圖線交點A可以認為是該確定電源E與該定值電阻R0組成一個閉合電路，此時的路端電壓為U0時，電流為I0，PU0I0可以表示此時電源的輸出功率，也就是此時定值電阻R0的實際功率?！眷柟逃柧殹坷?(多選)如圖所示，甲、乙分別表示兩個電源的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系，下列說法中正確的是()A電源甲的電動勢大于乙的電動勢B電源甲的內(nèi)阻小于乙的內(nèi)阻C電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等D路端電壓都為U0時，它們所在電路的外電阻相等

5、AD圖線與縱軸的交點表示電源的電動勢，圖線斜率的大小表示電源的內(nèi)阻，由題圖可知E甲E乙，r甲r乙，A正確，B錯誤；當電流都為I0時，兩電源的路端電壓相等，內(nèi)電壓不相等，C錯誤；當路端電壓為U0時，電流為I0，外電阻Req f(U0,I0)相等，D正確。例2圖甲為某電源的UI圖線，圖乙為某小燈泡的UI圖線，則下列說法中正確的是()甲乙A電源的內(nèi)阻為0.5 B小燈泡的電阻隨著功率的增大而減小C當小燈泡兩端的電壓為0.5 V時，它的電阻約為eq f(1,6) D把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為3 WD根據(jù)電源的UI圖線在縱軸的截距表示電動勢，斜率絕對值表示電源內(nèi)阻可知，E1.5 V，re

6、q f(1,6) ，選項A錯誤；根據(jù)小燈泡UI圖線上某點的縱、橫坐標的比值表示電阻可知，小燈泡的電阻隨電流的增大而增大，由PI2R知，小燈泡的電阻隨著電功率的增大而增大，選項B錯誤；當小燈泡兩端的電壓為U0.5 V時，對應小燈泡中電流為I6 A，根據(jù)小燈泡UI圖線上某點的縱、橫坐標的比值表示電阻可知，小燈泡電阻Req f(U,I)eq f(1,12) ，選項C錯誤；把電源和小燈泡組成閉合回路，在題圖乙中畫出圖甲對應的圖線，如圖所示，兩圖線的交點表示電路的工作狀態(tài)，根據(jù)小燈泡UI圖線上某點的縱、橫坐標的乘積表示消耗的電功率可知，小燈泡的功率約為3 W，選項D正確。練1如圖所示，a、b分別表示一個

7、電池組和一只電阻的伏安特性曲線。下列說法正確的是()A電池組的內(nèi)阻是1 B電阻的阻值為0.33 C將該電阻接在該電池組的兩端，電池組的輸出功率將是 4 WD改變外電阻的阻值時，該電池組的最大輸出功率是4 W【答案】AD 練2硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點如圖所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象(電池電動勢不變，內(nèi)阻不是定值)，圖線b是某電阻R的UI圖象在該光照強度下將它們組成閉合回路時，下列說法中正確的是()A. 硅光電池的內(nèi)阻為8B. 硅光電池的總功率為0.4WC. 硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32WD. 若將R換成阻值更大的電阻，硅光電池的輸

8、出功率增大【答案】AC故選AC。練3 (多選)在如圖所示的UI圖像中，直線為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線為某一電阻R的UI圖線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路，由圖像可知()A電源的電動勢為3 V，內(nèi)阻為0.5 B電阻R的阻值為1 C電源的輸出功率為4 WD電源的效率為50%【答案】ABC練4 (多選)如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，在直線C為電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖象電源a、b的電動勢分別為Ea、Eb，內(nèi)阻分別為ra、rb，將電阻R分別接到a、b兩電源上，則（ ）AEaEb，rarbBeq f(Ea,Eb)eq f(ra,rb)CR接到b電源上，電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高DR接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低【答案】ABD 練5如圖所示，是測定兩個電源的電動勢和內(nèi)電阻實驗中得到的電流和路端電壓圖線，則應有（ ）A. 當I1I2時，電源總功率P1P2B. 當I1I2時，外電阻R1R2C. 當U1U2時，電源輸出功率P出1P出2D. 當U1U2時，電源內(nèi)部消耗的電功率P內(nèi)1P內(nèi)2【答案】A 練6某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系、電阻 R1、R2的電壓與