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熱點專題系列六恒定電流中圖像的應(yīng)用必備知識·深悟固基恒定電流三種圖像的比較例1
(多選)如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的圖像,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接,則下列說法正確的是 (
)A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7B.電源1與電源2的電動勢之比是1∶1C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1∶2D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1∶2【答案】ABC
變式1
(多選)如圖所示的U-I圖像中,直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,直線Ⅱ為某一電阻R的U-I圖像,用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,由圖像可知 (
)A.R的阻值為1.5ΩB.電源電動勢為3V,內(nèi)阻為0.5ΩC.電源的輸出功率為3.0WD.電源內(nèi)部消耗功率為1.5W【答案】AD
【解析】電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線Ⅰ的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻,r=1.5Ω;電阻R的U-I圖線Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值,R=1.5Ω,A正確,B錯誤;電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻R的U-I圖線交點縱、橫坐標的乘積表示電源的輸出功率,電源的輸出功率為P=UI=1.5×1.0W=1.5W,C錯誤;由EI=P+Pr解得電源內(nèi)部消耗的功率為Pr=EI-P=3.0×1.0W-1.5W=1.5W,D正確.例2兩位同學在實驗室利用如圖甲所示的電路測定值電阻R0、電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,一個同學記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù),另一同學記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù).根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U-I直線.則圖像中兩直線的交點表示的物理意義是 (
)A.滑動變阻器的滑片P滑到了最右端B.電源的輸出功率最大C.定值電阻R0上消耗的功率為1.0WD.電源的效率達到最大值【答案】B
變式2
(2021年南昌模擬)(多選)如圖所示,圖線甲、乙分別為電源和某金屬導體的U-I圖線,電源的電動勢和內(nèi)阻分別用E、r表示,根據(jù)所學知識分析下列選項正確的是 (
)【答案】AC
變式3如圖所示,直線a為電源的U-I圖線,直線b和c分別為電阻R1、R2的U-I圖線.現(xiàn)用該電源分別與R1、R2組成甲和乙兩個閉合電路.由圖像能確定的是
(
)A.R1的阻值小于R2的阻值B.電源輸出功率P甲<P乙C.電源內(nèi)阻消耗的功率P甲<P乙D.電源效率η甲<η乙【答案】C
【解析】由題圖中直線b的斜率比直線c的大,可知R1的阻值大于R2的阻值,A錯誤;過電阻R1、R2的U-I圖線與電源的U-I圖線的交點分別作兩坐標軸的垂線,由P出=UI可知,兩條垂線與坐標軸所圍的面積等于用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時電源的輸出功率,由于圖像中沒有標出具體坐標值,所以不能判斷出兩電路電源輸出功率的大小,B錯誤;例3如圖所列的4個圖像中,最能準確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個圖像 (
)【答案】C
變式4
(多選)微元累積法是常用的物理研究方法,如圖所示為某物理量(y)隨另一物理量(x)變化的函數(shù)圖像,關(guān)于圖像與坐標軸所圍面積大小的物理意義,下列說法正確的是 (
)A.若y為電場強度E,x為距離d,則“面積”表示x0位置的電勢B.若y為電流I,x為時間t,則“面積”表示x0時間內(nèi)流過的電量C.若y為電壓U,x為電流I,則“面積”表示x0對應(yīng)狀態(tài)的電功率D.若y為電功率P,x為時間t,則“面積”表示x0時間內(nèi)消耗的電能【答案】BD
【解析】若y為電場強度E,x為距離d,則“面積”表示0~x0位置的電勢差,A錯誤;若y為電流I,x為時間t,則“面積”表示x0時間內(nèi)流過的電量,B正確;若y為電壓U,x為電流
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