2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題47 電源和電阻U-I圖像的比較學(xué)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(guān)系 電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系 截距 與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流 過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時(shí)電流為零 坐標(biāo)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(biāo)U、 I的比值 表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同 每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小 斜率 (絕對(duì)值) 電源內(nèi)阻r 電阻大小 聯(lián)系 在同一坐標(biāo)系中，兩圖線交點(diǎn)坐標(biāo)(Un，In)表示用該電源與該電阻組成回路時(shí)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(shí)電源的輸出功率，即此時(shí)電阻的實(shí)際功率 【典例1】如圖所示，a、b分別表示一個(gè)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(nèi)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(shí)，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(duì)值的倒數(shù)等于電源的內(nèi)阻，則電池組的內(nèi)阻是r＝＝ Ω＝1 Ω，選項(xiàng)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(xiàng)B錯(cuò)誤；由a圖線可知，電源的電動(dòng)勢(shì)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(xiàng)C錯(cuò)誤；改變外電阻的阻值時(shí)，該電池組的最大輸出功率為Pm＝＝ W＝4 W，選項(xiàng)D正確。 【典例2】硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)．如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象(電池電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻不是定值)，圖線b是某電阻R的UI圖象．在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，下列說法中正確的是( ) A. 硅光電池的內(nèi)阻為8Ω B. 硅光電池的總功率為0.4W C. 硅光電池的內(nèi)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(xùn)】 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(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的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(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)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(guān)系圖象，直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，在直線C為電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖象．電源a、b的電動(dòng)勢(shì)分別為Ea、Eb，內(nèi)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(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，則A的電動(dòng)勢(shì)較大，圖像的斜率表示內(nèi)阻，則B電源的內(nèi)阻r較小，A電源的內(nèi)阻r較大，兩個(gè)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(nèi)阻r較小，所以電源的熱功率較低，C錯(cuò)誤；當(dāng)電阻R與電源組成閉合電路時(shí)，電阻R的U–I圖線與電源的U–I圖線的交點(diǎn)表示電阻的工作狀態(tài)，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電壓，橫坐標(biāo)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(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的U-I圖象，則下列判斷正確的是（ ?。? A. 電源電動(dòng)勢(shì)E1＞E2 B. 電源電動(dòng)勢(shì)E1=E2 C. 電源內(nèi)阻r1＞r2 D. 電源內(nèi)阻r1＜r2 【答案】BD 【解析】 點(diǎn)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(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)，與I軸的交點(diǎn)表示短路電流，斜率表示內(nèi)阻．(坐標(biāo)軸交點(diǎn)為原點(diǎn)) 2．如圖所示，是測(cè)定兩個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中得到的電流和路端電壓圖線，則應(yīng)有（ ） A. 當(dāng)時(shí)，電源總功率 B. 當(dāng)時(shí)，外電阻 C. 當(dāng)時(shí)，電源輸出功率 D. 當(dāng)時(shí)，電源內(nèi)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(guān)系、電阻、的電壓與電流的關(guān)系如圖所示，用此電源和電阻、組成電路， 、可以同時(shí)接入電路，也可以單獨(dú)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(dú)接到電源兩端 B. 將單獨(dú)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(dòng)勢(shì)，則；斜率為電源內(nèi)阻，則。 電阻圖像的斜率表示電阻，則， 。 電源輸出功率最大時(shí)，內(nèi)外電路的電阻相等，則將單獨(dú)接到電源兩端時(shí)，電源輸出功率最大。故A項(xiàng)正確。 點(diǎn)睛：電源輸出功率，當(dāng)內(nèi)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下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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