2022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

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1、2022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 電源的U-I圖像 電阻的U-I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)表示電源電動勢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)對應(yīng)的外電阻大小不同 每一點(diǎn)對應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小 斜率 (絕對值) 電源內(nèi)阻r 電阻大小 聯(lián)系 在同

2、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 【解析】　題圖中，a圖線斜率的絕對值的倒數(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＝2×3 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，

3、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(電池電動勢不變，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，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U-I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為某一電阻R的U-I圖線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路，由圖

4、像可知(　　) A．電源的電動勢為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的電動勢分別為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. ， B. C. R接到電源上，電阻的發(fā)熱功率得電源的效率都較高 D. R接到電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低 【答案】ABD 【解析】由閉合

5、電路歐姆定律可知，圖像與U軸的交點(diǎn)表示電動勢，則A的電動勢較大，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，兩個電源的短路電流相同，故AB正確；電源的熱功率，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錯誤；當(dāng)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(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．如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電

6、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(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)表示電源的電動勢，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，是測定兩個電源的電動勢和內(nèi)電阻實驗中得到的電流和路端電壓圖線，則應(yīng)有（ ） A. 當(dāng)時，電源總功率 B. 當(dāng)時，外電阻 C. 當(dāng)時

7、，電源輸出功率 D. 當(dāng)時，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勢，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，內(nèi)外電路的電阻相等，則將單獨(dú)接到電源兩端時，電源輸出功率最大。故A項正確。 點(diǎn)睛：電

8、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。現(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

9、源II單獨(dú)連接，則小燈泡的電阻之比為35：24 D. 若該小燈泡分別與電源I和電源II單獨(dú)連接，則電源I和電源II輸出功率之比為10：21 【答案】AD 故選AD． 6．如圖所示，直線a為電源的U－I圖線，直線b為電阻R的U－I圖線，用該電源和該電阻組成閉合電路時，下列說法中正確的為（　?。? A. 電源的電動勢為3 V，其輸出功率為2 W，其效率為67% B. 電源的電動勢為3 V，其輸出功率為4 W，其效率為33.3% C. 電源的內(nèi)阻為0.5 Ω，其輸出功率為2 W，其效率為67% D. 電源的內(nèi)阻為0.5 Ω，其輸出功率為4 W，其效率為67% 【答案】D 【

10、解析】圖線a縱截距等于電源的電動勢，斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻， 則由圖線a可知，電源的電動勢為，內(nèi)阻； 兩圖線的交點(diǎn)表示該電源與電阻串聯(lián)時的工作，此時電路中電流為，電壓為，輸出功率為 電源的效率，故ABC錯誤，D正確。 點(diǎn)睛：本題考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，要注意圖象中的交點(diǎn)為電阻及電源的工作狀態(tài)點(diǎn)，則可以直接求出電源的輸出電壓及電流。 7.如圖所示，曲線C1、C2分別是純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。由該圖可知下列說法中正確的是(　　) A．電源的電動勢為8 V B．電源的內(nèi)阻為1 Ω C．電源輸出功率最大值為8 W D．電源被短路時，電源消

11、耗的最大功率可達(dá)16 W 【答案】BD 8．某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的a、b、c所示。則判斷正確的是（ ） A. 在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn)，這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PC B. b、c線的交點(diǎn)與a、b線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之比一定為1:?2，縱坐標(biāo)之比一定為1:?4 C. 電源的最大輸出功率Pm=9W D. 電源的電動勢E=9V，內(nèi)電阻r=3Ω 【答案】AB 【解析】在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn)，因為直流電源的總功率等于輸出功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率的和，所以這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系，故A正確；當(dāng)內(nèi)