UI圖象和ΔUΔI的物理意義及題型總結(jié)

1、兩種U-I圖象的比較及應(yīng)用研究對(duì)象一個(gè)導(dǎo)體的UI關(guān)系，也叫外電阻的伏安特性曲線一個(gè)完整電路的UI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I=U/RU=E-Ir3橫坐標(biāo)的物理意義通過電阻的電流電源的輸出電流4縱坐標(biāo)的物理意義導(dǎo)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(shí)的電流大小6縱截距的物理意義電源的電動(dòng)勢(shì)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(shí)最好用r=U/I8坐標(biāo)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(dǎo)體本身決定，與其兩端電壓和流過的電流無關(guān)。僅由電源的

2、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻決定，與外電路無關(guān)。10兩類圖像交點(diǎn)的意義導(dǎo)體與電源（或等效電源）串聯(lián)時(shí)，交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示流過電源（或等效電源）或?qū)w的電流；交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電源（或等效電源）的路端電壓或?qū)w兩端的電壓；交點(diǎn)橫縱坐標(biāo)的乘積表示電源（或等效電源）的輸出功率或此時(shí)導(dǎo)體消耗的功率。U/VI/Ao2015105ab5 10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(hào)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？U/VI/A0 1 2 3 4321例2.如下左圖是某電源的

3、伏安特性曲線，則該電源的電動(dòng)勢(shì)是多少？內(nèi)阻是多少？電源的短路電流是多少？U/V乙baI/AOR0甲V1V2RA例3.如上圖甲所示的電路，不計(jì)電表內(nèi)阻的影響，改變滑動(dòng)變阻器的滑片位置，測(cè)得電壓表V1和V2隨電流表A讀數(shù)變化的兩條實(shí)驗(yàn)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(biāo)原點(diǎn)O。B、圖象a的延長線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值等于電源的電動(dòng)勢(shì)。C、圖象a、b交點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)值的乘積等于電源的輸出功率。D、圖象a、b交點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)值的乘積等于電阻R0消耗的電功率。 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(gè)R=7的定值電阻串聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)E=8V，內(nèi)

4、阻r=1的電源上，則通過該燈的實(shí)際電流為_A（保留一位有效數(shù)字），該燈的實(shí)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(diǎn)的橫坐標(biāo)為流過燈泡的實(shí)際電流。針對(duì)訓(xùn)練1如圖所示的4種導(dǎo)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IU圖像，這四只電阻并聯(lián)起來使用時(shí)，通過各只電阻的電流強(qiáng)度分別是I1、I2、I3、I4，則（ ）(A)I1I2I3I4 (B) I1=I2=I3=I4 (C) I1I2I3I4 (D)無法判斷3如圖為兩個(gè)電源的關(guān)系曲線，由圖像可以得出的正確結(jié)論是：.電動(dòng)勢(shì)，發(fā)生短路時(shí)的電流；.電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)電阻； .電

5、動(dòng)勢(shì)，內(nèi)電阻。.發(fā)生相同的電流變化時(shí)，電源的路端電壓變化較大。圖9DCBA4.某金屬的電阻值對(duì)溫度非?！懊舾小?，下列的各圖線中可能表示該金屬電阻的圖線是：5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(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為2A，則下面說法中正確的有：A電源電動(dòng)勢(shì)為3v，內(nèi)電阻為1。B線段AB表示的功率為2W。C電流為2A時(shí)，外電路電阻為0.5。D電流為3A時(shí)，外電路電阻為2。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(shí)，電源的輸出功率和電路的總功率分別是

6、( ) A4W、8WB2W、4W C4W、6WD2W、3W乙甲I0U0IU7如圖所示，甲乙為兩個(gè)獨(dú)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(shí)，它們的外電阻相等。B、電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等。C、電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于電源乙的電動(dòng)勢(shì)。D、電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻。E、rRU U U UI I I I A B C. D.8如圖所示的電路中，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與一滑動(dòng)變阻器構(gòu)成閉合電路。當(dāng)滑動(dòng)觸片移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓和電路中電流的關(guān)系圖象是下圖中的：9.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(gè)電源的內(nèi)電

7、阻r等于多少？用這個(gè)電源和R串聯(lián)成閉合電路，電源的輸出功率為多少？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(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用I、U1、U2和U3表示.下列比值正確的是（ ）A、U1/I不變，U1/I不變 B、U2/I變大，U2/I變大C、U2/I變大，U2/I不變 D、U3/I變大，U3/I不變分析與解答：將電路進(jìn)行簡化，可得與串聯(lián)后接在電源兩端。對(duì)定值電阻來說，其導(dǎo)體的伏安特性曲線為過原點(diǎn)的直線，由部分電路歐姆定律得圖像上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)比值為定值電阻的阻值，

8、即；由圖像形狀可得，圖像上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)比值等于該圖像的斜率，即；所以，對(duì)定值電阻來講，結(jié)論為。對(duì)阻值變化的電阻來說，其導(dǎo)體的伏安特性曲線的表達(dá)式為，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(dòng)勢(shì)為E，等效內(nèi)阻為，從等效電路圖可以看出，兩端的電壓就是等效電源的路端電壓，所以的導(dǎo)體的伏安特性曲線（）就是等效電源的伏安特性曲線，由等效電路圖可得，。由部分電路歐姆定律得圖像上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)比值為在該時(shí)刻的阻值，即，由圖像形狀可得，圖像的斜率為等效電源的內(nèi)阻，即；所以，對(duì)阻值變化的電阻來講，結(jié)論為，。將和的串聯(lián)部分看成一個(gè)新的電阻，為電源的

9、外電路，隨的減小而減小，所以的導(dǎo)體的伏安特性曲線就是電源的伏安特性曲線，所以，隨的減小而減??；為定值?？偨Y(jié)：對(duì)任何導(dǎo)體均有：導(dǎo)體的伏安特性曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)比值為電阻的阻值，即；對(duì)定值電阻有：導(dǎo)體的伏安特性曲線的斜率同樣表示導(dǎo)體的電阻，對(duì)阻值變化的電阻有：導(dǎo)體的伏安特性曲線的斜率表示將阻值變化的電阻做為唯一的外電路時(shí)的等效電源的內(nèi)阻，即關(guān)于電路中各部分的和的問題引例：如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，調(diào)整電路的可變電阻R的阻值，使電壓表V的示數(shù)增大U，則在這個(gè)過程中（ ）A.通過R1的電流增大，增加量一定等于U/R1B.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U分析與解答：電路結(jié)構(gòu)為與并聯(lián)，再與串聯(lián)，再連在電源兩端。，由題意可得，增大，由“串反并同”得增大，減小，減小，如果規(guī)定表示增加，表示減少，則有：，如果規(guī)定表示變化量的絕對(duì)值，由式可得：，變形可得：，即電壓表V示數(shù)的增加量等于兩端電壓的減少量和電源內(nèi)阻上電壓的減少量。為定值電阻，有，變形可得，A正確；，B正確；為定值電阻，C正確； ，所以路端電壓的增加量小于電壓表V示數(shù)的增加量，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。例1：在如圖所