U-I圖象和ΔU-ΔI的物理意義及題型總結(jié)

1、兩種U-I圖象的比較及應(yīng)用1#研究對象一個導體的U-1關(guān)系， 也叫外電阻的伏安特性曲線一個完整電路的U-1關(guān)系， 也叫電源的伏安特性曲線1圖象形狀圖象A （線性定值電阻）、 圖象BC（非線性變化電阻）D2相關(guān)公式:匸U/RU=E-Ir3橫坐標的物理意義通過電阻的電流電源的輸出電流4縱坐標的物理意義導體兩端的電壓電源的路端電壓5橫截距的物理意義短路時的電流大小6縱截距的物理意義 電源的電動勢大小7斜率的物理意義該電阻的大小，R=U/I電源的內(nèi)阻大小，求內(nèi)阻時最好用r= U/ I8坐標乘積的意義該電阻消耗的電功率電源的輸出功率或外電路的功率9圖像形狀的決定因素僅僅由導體本身決定，與其兩 端電壓和流

2、過的電流無關(guān)。僅由電源的電動勢和內(nèi)阻決定，與外電路無關(guān)。10兩類圖像交點的意義導體與電源（或等效電源）串聯(lián)時，交點的橫坐標表示流過電源（或等 效電源）或?qū)w的電流；交點的縱坐標表示電源（或等效電源）的路端 電壓或?qū)w兩端的電壓；交點橫縱坐標的乘積表示電源（或等效電源） 的輸出功率或此時導體消耗的功率。例1.如圖所示，圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線，圖線b是一只某種型號的定值電阻的伏安特性曲線。則：這只定值電阻的阻值為多少歐姆？蓄 電池組的內(nèi)阻是多少歐姆？若用該電源向定值電阻供電，則電源的總功率和電阻上消耗的電功率各是多少？例2.如下左圖是某電源的伏安特性曲線，則該電源的電動勢是多少？內(nèi)阻是

3、多少？電源的短路電流是例3.如上圖甲所示的電路，不計電表內(nèi)阻的影響，改變滑動變阻器的滑片位置，測得電壓表V!和V2隨電流表A讀數(shù)變化的兩條實驗圖象，如上圖乙所示。關(guān)于這兩條圖象有：A、圖象b的延長線不一定過坐標原點0。B、圖象a的延長線與縱軸交點的縱坐標值等于電源的電動勢。C、圖象a、b交點的橫坐標和縱坐標值的乘積等于電源的輸出功率。D、圖象a、b交點的橫坐標和縱坐標值的乘TT 0TT OfT QIT積等于電阻Ro消耗的電功率。:-I例4某額定電壓為8V的燈泡的伏安特性曲線如圖所示，若將它與一個R=7的定值電阻串聯(lián)后接在電動勢E=8V，內(nèi)阻 口。的電源上，則通過該燈的實際電流為 A （保留一位

4、有效數(shù)字），該燈的實際電功率為 W （保留一位有效數(shù)字）提示：畫出等效電源的伏安特性曲線，該曲線和燈泡的伏安特性曲線的交點的橫坐標為流過燈泡的實際電流。針對訓練IU /V2 4 6 8101如圖所示的4種導電器件的伏安特性曲線中，滿足歐姆定律的是: 2如右上圖所示，是四只電阻的 I U圖像，這四只電阻并聯(lián)起來使用時，通過各只電阻的電流強度分別是 Ii、I2、I3、I4，則（）（A）l 1 l2 l3 I4（B） I 1=l2=l3=l4（C） Il1 2 ；B .電動勢 1 = 2，內(nèi)電阻f 1 f 2 ；C .電動勢 1 2，內(nèi)電阻f 1 f 2。D .發(fā)生相同的電流變化時，電源2的路端電壓

5、變化較大。4.某金屬的電阻值對溫度非?！懊舾小?.如圖9所示，直線OAC為某一直流電源的總功率 P總隨著電流I變化的圖線， 拋物線OBC為該直流電源內(nèi)部的熱功率 Pr隨電流I變化的圖線，A、B兩點對應(yīng)的橫坐標為2A，則下面說法中正確的有:A .電源電動勢為 3v,內(nèi)電阻為1 QB .線段AB表示的功率為2W。C .電流為2A時，外電路電阻為0.5 Q o D .電流為3A時，外電路電阻為6.如圖所示，直線 A為電源的U-I圖線，曲線B為燈泡電阻的U-I圖線，用 該電源和小燈泡組成閉合電路時，電源的輸出功率和電路的總功率分別是（）A . 4W、8W B . 2W、4WC. 4W、6WD . 2W

6、、3W7.如圖所示，甲乙為兩個獨立電源的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系圖象，下列說法中正確的是：A、路端電壓為U0時，它們的外電阻相等。B、電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等。C、電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢。D、電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻。&如圖所示的電路中，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與一滑動變阻器構(gòu)成閉合電路。當滑動觸片移動時，滑動變阻器兩端電壓和電路中電流的關(guān)系圖象是 下圖中的：2Q。F列的各ui圖線中可能表示該金屬電阻的ui圖線是:29.如圖所示的圖象，a是某電源的U-I圖線，b是電阻的U-I圖線, 則，這個電源的內(nèi)電阻r等于多少？用這個電源和R串聯(lián)成閉合電路，電源的輸出功率為

7、多少？關(guān)于U/I，U/I的物理意義引例、在如圖所示電路中，閉合開頭 s,當滑動變阻器的滑片 p向下 滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化， 電表的示數(shù)分別用I、Ui、)U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用 I、 Ui、 U2和厶U3表示下列比值正確的是（A、Ui/I 不變， Ui/A I 不變B、U2/I 變大， U2/A I 變大C、U2/I 變大， U2/A I 不變D、U3/I 變大， U3/ I 不變分析與解答：將電路進行簡化，可得R與R2串聯(lián)后接在電源兩端。對定值電阻性曲線為過原點的直線，由部分電路歐姆定律得圖像上任意一點的坐標比值為定值電阻R來說，其導體的伏安特R的阻值，即由

8、圖像形狀可得，圖像上任意一點的坐標比值等于該圖像的斜率，即值電阻R來講，結(jié)論為 R =5 =二5。對阻值變化的電阻 R2來說，其導體的伏安特性曲線的表達式為IAI2U2二E - I （R r），形狀為傾斜的直線，為了研究的方便，可將&看成唯一的外電路，其余部分等效成內(nèi)電路，其等效電路如圖所示，等效電動勢為E,等效內(nèi)阻為r = R r，從等效電路圖可以看出，R2兩端的電壓就是等效電源的路端電壓，所以R2的導體的伏安特性曲線（U2 - I ）就是等效電源的伏安特性曲線，由等效電路圖可得,U 2maxE , I max。由部分電路歐姆定律得圖像上任意一點的坐標比值為R在該時刻的阻值，即R2 =6由圖

9、像形狀可得，圖像的斜率為等效電源的內(nèi)阻，即R rII3II#=R1 r ;所以，對阻值變化的電阻 R,來講，結(jié)論為max將R和R,的串聯(lián)部分看成一個新的電阻R2, R2為電源的外電路，R2隨R2的減小而減小，所以 R12的導體的伏安特性曲線就是電源的伏安特性曲線，所以,5隨R的減小而減小;U3為定值。II#I;對定值電總結(jié)：對任何導體均有：導體的伏安特性曲線上任意一點的坐標比值為電阻的阻值，即4I#I阻有：導體的伏安特性曲線的斜率同樣表示導體的電阻R =，對阻值變化的電阻有：導體的伏安特性AI#I#I曲線的斜率表示將阻值變化的電阻做為唯一的外電路時的等效電源的內(nèi)阻，即.U r 1關(guān)于電路中各部

10、分的 AU和AI的問題引例：如圖所示，電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r，調(diào)整電路的可變電阻壓表V的示數(shù)增大U，則在這個過程中（）A. 通過Ri的電流增大，增加量一定等于 U/R iB. R2兩端的電壓減小，減少量一定等于 UC. 通過R2的電流減小，但減少量一定小于 U/R2D. 路端電壓增大，增加量一定等于 UE = U U2 Ur，由題意可分析與解答：電路結(jié)構(gòu)為 R與R并聯(lián)，再與R2串聯(lián)，再連在電源兩端。表示增加，表示減少，則有:得，R增大，由串反并同”得 U增大，U2減小，Ur減小，如果規(guī)定E =U U2，如果規(guī)定 丄表示變化量的絕對值，由一式可得:0 - AU -厶U2lr、lUr ，變形可得： U = .iU2MM；.Urj，即電壓表V示數(shù)的增加量U 等于R2兩端電壓的減少量U和電源內(nèi)阻上電壓的減少量=U o R為定值電阻，有 R=，變形可也IiU：U2. U2 U得i-I1, A正確；匚U 2 2 = .：U -.：U r, B正確；Rg為定值電阻，R?-，匚I-RiAIR2R2C正確；U外=U -.；U2 = Ur -，厶Ur = U U2 2，所以路端電壓的增加量U外 小于電 壓表V示