2019高考物理一輪復習 微專題系列之熱點專題突破 專題47 電源和電阻U-I圖像的比較學案.doc
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突破47 電源和電阻UI圖像的比較 電源的UI圖像 電阻的UI圖像 圖形 物理 意義 電源的路端電壓隨電路電流的變化關系 電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關系 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電流 過坐標軸原點，表示沒有電壓時電流為零 坐標U、 I的乘積 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率 坐標U、 I的比值 表示外電阻的大小，不同點對應的外電阻大小不同 每一點對應的比值均等大，表示此電阻的大小 斜率 (絕對值) 電源內阻r 電阻大小 聯(lián)系 在同一坐標系中，兩圖線交點坐標(Un，In)表示用該電源與該電阻組成回路時的路端電壓和電路中的電流，即電阻兩端電壓及其電流；P＝InUn表示此時電源的輸出功率，即此時電阻的實際功率 【典例1】如圖所示，a、b分別表示一個電池組和一只電阻的伏安特性曲線。下列說法正確的是( ) A．電池組的內阻是1 Ω B．電阻的阻值為0.33 Ω 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 W D．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 【解析】 題圖中，a圖線斜率的絕對值的倒數(shù)等于電源的內阻，則電池組的內阻是r＝＝ Ω＝1 Ω，選項A正確；b圖線的斜率的倒數(shù)等于電阻R，則R＝＝ Ω＝3 Ω，選項B錯誤；由a圖線可知，電源的電動勢為E＝4 V，將該電阻接在該電池組的兩端，電池組的輸出功率將是P＝2R＝23 W＝3 W，選項C錯誤；改變外電阻的阻值時，該電池組的最大輸出功率為Pm＝＝ W＝4 W，選項D正確。 【典例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變化的關系圖象(電池電動勢不變，內阻不是定值)，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. 硅光電池的內阻為8Ω B. 硅光電池的總功率為0.4W C. 硅光電池的內阻消耗的熱功率為0.32W D. 若將R換成阻值更大的電阻，硅光電池的輸出功率增大 【答案】AC 故選AC。 【跟蹤短訓】 1.(多選)在如圖所示的UI圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關系圖線，直線Ⅱ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，內阻為0.5 Ω B．電阻R的阻值為1 Ω C．電源的輸出功率為4 W D．電源的效率為50% 【答案】ABC 2．如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關系圖象，直線B為電源b的路端電壓與電流的關系圖象，在直線C為電阻R兩端的電壓與電流的關系圖象．電源a、b的電動勢分別為Ea、Eb，內阻分別為ra、rb，將電阻R分別接到a、b兩電源上，則（ ） A. Ea>Eb ，ra>rb B. EaEb=rarb C. R接到b電源上，電阻的發(fā)熱功率得電源的效率都較高 D. R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 【解析】由閉合電路歐姆定律U=E-Ir可知，圖像與U軸的交點表示電動勢，則A的電動勢較大，圖像的斜率表示內阻，則B電源的內阻r較小，A電源的內阻r較大，兩個電源的短路電流相同，故AB正確；電源的熱功率P熱=I2r，由圖看出，R接到b電源上，電路中電流較小，b電源的內阻r較小，所以電源的熱功率較低，C錯誤；當電阻R與電源組成閉合電路時，電阻R的U–I圖線與電源的U–I圖線的交點表示電阻的工作狀態(tài)，交點的縱坐標表示電壓，橫坐標表示電流，兩者乘積表示電源的輸出功率，由圖看出，R接到a電源上，電壓與電流的乘積較大，電源的輸出功率較大，由上知，電源的效率較低，故D正確。 故選ABD 課后作業(yè) 1．如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，則下列判斷正確的是（ ） A. 電源電動勢E1＞E2 B. 電源電動勢E1=E2 C. 電源內阻r1＞r2 D. 電源內阻r1＜r2 【答案】BD 【解析】 點睛：根據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓U=E-Ir；U-I圖象中與U軸的交點表示電源的電動勢，與I軸的交點表示短路電流，斜率表示內阻．(坐標軸交點為原點) 2．如圖所示，是測定兩個電源的電動勢和內電阻實驗中得到的電流和路端電壓圖線，則應有（ ） A. 當時，電源總功率 B. 當時，外電阻 C. 當時，電源輸出功率 D. 當時，電源內部消耗的電功率 【答案】AC 3．某一電源的路端電壓與電流的關系、電阻、的電壓與電流的關系如圖所示，用此電源和電阻、組成電路， 、可以同時接入電路，也可以單獨接入電路，為使電源輸出功率最大，可采用的接法是 A. 將單獨接到電源兩端 B. 將單獨接到電源兩端 C. 將、串聯(lián)后接到電源兩端 D. 將、并聯(lián)后接到電源兩端 【答案】A 【解析】電源圖像的縱截距表示電源電動勢，則；斜率為電源內阻，則。 電阻圖像的斜率表示電阻，則， 。 電源輸出功率最大時，內外電路的電阻相等，則將單獨接到電源兩端時，電源輸出功率最大。故A項正確。 點睛：電源輸出功率，當內外電路的電阻相等，電源輸出功率最大。 4．如圖，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?，F(xiàn)用該電源分別與R1、R2組成閉合電路甲和乙。由圖像一定能確定的是 A. 電阻R1
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