2019高考物理一轮复习热点题型:两类U-I图像的比较及应用

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  两类U-I图像的比较及应用
  由公式U=E-Ir知,电源的U-I图像(如图)有如下特点:
  1.纵轴上的截距等于电源的电动势;横轴上的截距等于短路电流,即I短=Er。
  2.图线斜率的绝对值等于电源的内阻,即r=ΔUΔI=EI短,斜率的绝对值越大,表明电源的内阻越大。
  3.图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻,即R=UI。
  4.图中阴影面积UI为电源的输出功率,而电源的总功率P总=EI,P总-P出=EI-UI为电源的发热功率。
  注意:在UI图像中,U轴或I轴如果不从零开始,两个坐标轴的截距及斜率的意义也将发生改变。
  5. 两种U­I图像的比较
  电源的U­I图像 电阻的U­I图像
  图形
  物理意义 电源的路端电压随电路电流的变化关系 电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系
  截距 与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流Er
  过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零
  坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率
  坐标U、I的比值 表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小
  斜率(绝对值) 电源电阻r 电阻大小
  联系 在同一坐标系中,两图线交点坐标(Un,In),即表示用该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电路中的电流,也表示电阻两端电压及其电流;P=InUn即表示此时电源的输出功率,也表示此时电阻的实际功率
  【典例1】如图所示,直线A为某电源的U­I曲线,曲线B为某小灯泡L1的U­I图线的一部分,用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时,小灯泡L1恰能正常发光,则下列说法中正确的是(  )
  A.此电源的内电阻为23 Ω
  B.小灯泡L1的额定电压为3 V,额定功率为6 W
  C.把小灯泡L1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻,电源的输出功率将变小
  D.由于小灯泡L1的U­I图线是一条曲线,所以小灯泡发光过程中欧姆定律不适用
  【答案】B 
  【典例2】在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则(  )
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