闭合电路欧姆定律图像.

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练习：
1、如图甲所示的电路中，a、b、c是三个完全相同的灯泡，已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，已 知图线过点（0.4，0.125），闭合电键后流过电源的电流为0.25A，则下列说法正确的是（ B ）
A．灯泡a两端的电压为b两端的电压的2倍 B．灯泡a的功率为0.75 W C．灯泡b的阻值为12Ω
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2、如图5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( AD )
A．在b点时，电源有最大输出功率 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 解：A、B：电源的输出功率P出=UI ，由数学知识可知，P出等于图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”，由图 可知，在b点时“面积”最大，电源的输出功率最大，选项A正确；电源的总功率P电= EI，在b点时I不是最大，电源 的总功率不是最大。 C、D：从A→C时，β角越大，电流越小，电源的总功率越小，但图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”增大 ，电源输出功率增大选项C错误；
P
O
θ
I短 I
2
电源输出功率：P出= EI- I2r
O
I
2
U-I图像：
例1、如图，直线b为电源图象，直线a为电阻R的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输
出功率和电源的效率分别是（ AB ）
A．电源的效率为67% C．电源的输出功率为2W B．电源的输出功率为4W D．电源的效率为33.3%
A．电路中电源电动势为3.4V
B．电动机的输出功率最大为0.54W C．电动机的内阻为2Ω D．变阻器向右滑动时，V2读数逐渐减小
解：A、由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线
表示V2的电压与电流的关系．此图线的斜率大小等于电源的内阻，r=(3.4-3.0)/0.2 = 2Ω。当电流 I=0.1A时， U=3.4V，则电源的电动势 E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V，故A错误 BC、由图可知，电动机的电阻rM=(0.8-0.4)/0.1=4Ω。当I=0.3A时，U=3V，电动机输出功率最大，最大为 P=UI﹣I2rM=3V×0.3A﹣（0.3A）2×4Ω=0.54W，故B正确，C错误； D、变阻器向右滑动时，R阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，则V2读数逐渐增大，故D错误
A．电动势E1=E2，发生短路时的电流I1＜I2 B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2 C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2 D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大 解：A．U﹣I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，故电 动势E1=E2，发生短路时的电流I1＞I2，故A错误； B、C．U﹣I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，电动势E1=E2，内阻 r1＜r2，故B、C错误 D．电动势E1=E2，内阻r1＜r2，根据U=EFra Baidu bibliotekIr可知，当两电源的工作电流变化量相同时， 电源2的路端电压变化大，故D正确；
D．灯泡a、b的电功率之比为4：1
解：A、b和c并联后与a串联，b和c的电压相同，则电流也相同，a的电流为b电流的2倍，由于灯泡是非线性元 件，所以a的电压不是b电压的2倍，故A错误； B、根据图象可知，当电流为0.25A时，电压U=3V，所以P=UI=0.75W，故B正确； C、b的电流为0.125A，由图可知，此时b的电压0.4V，根据欧姆定律可知，b的电阻Rb= ，故C错误；
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高一年级 物理 2017年8月
闭合电路欧姆定律经常涉及到U-I图像和P-I图像
根据闭合电路欧姆定律：U = E- Ir 可知：U-I图像中，与纵轴的截距为电动势、 与横轴截距为短路电流、斜率为电源内阻
U E
01
根据功率与电流关系：
电源总功率：P电= EI
电源内功率：P内= I2r
D、根据P=UI可知，a消耗的功率，b消耗的电功率P2=0.125×0.4=0.05W，所以a、b消耗的电功率的比值为 大于4；1，故D错误
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2、如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从左端滑到右端的过程中，两电压表的读数 随电流表读数的变化情况如图乙所示．已知电流表读数在0.24以下时，电动机没有发生转动．不考虑 电表对电路的影响，以下判断正确的是（ B ）
组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（ A ）
A. 8.0Ω B. 10Ω C. 12Ω D. 12.5Ω
解：由欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为 E=3.6v．根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为2v，则内阻
U内 3.6 - 2 r 8 I 0.2
解：两图像交点含义是：交点纵坐标值是路端电压U、横坐标值是干路电流I。 则电源的输出功率P出=UI = 4w。
电源效率： P出 UI R P总 EI R r
由图像可得：a的斜率是R=1Ω；b的斜率大小是 r = 0.5Ω。所以η = 67％
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练习：
1：如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U﹣I图象，下列判断正确的是（ D ）
从B→C时，β角越大，电流越小，电源的总功率越小，图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”减小，电源的
输出功率减小，选项D正确。
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3、硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端 电压U和电流I的关系图象（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的U-I图象．在该光照强度下将它们
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解决非线性元件问题
例2、在如图1所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种
小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．当开关闭合后，下列判断正确的是（ ACD）
A．灯泡L1的电阻为12Ω B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 C．灯泡L1消耗的电功率为0.75W D．灯泡L2消耗的电功率为0.30W 解：A、C：当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻R1=U1 /I1=12Ω，功 率P1=U1I1=0.75W，故A正确，C正确； B、D：灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图读出其电流I2=I3=0.20A，灯泡L2、L3的功率均为 P=UI=1.5V×0.20A=0.30W，故B错误，D正确；