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专题10 欧姆定律的图像型计算(解析版)-2021-2022学年九年级物理同步培优专题(人教版)
◎核心考点1 I-U图像(或U-I图像)
【例1】如图是电阻甲和乙的图像.小明依图像信息作出的判断,正确的是
A. 当甲两端电压为时,通过它的电流为
B. 当乙两端电压为时,其电阻为
C. 将甲和乙串联,若电流为,则甲、乙两端的电压之和为
D. 将甲和乙并联,若电压为,则它们的干路电流为
【答案】C
【解析】解:由题图可得,当甲两端电压为时,通过甲的电流是,A错误;当乙两端电压为时,通过它的电流是,所以乙的电阻是,B错误;串联电路电流处处相等,将甲、乙串联,如果电流是,则甲、乙两端电压分别是、,所以它们两端的总电压是,C正确;并联电路各支路的电压相等,如果将甲、乙并联,电压是,则通过甲、乙的电流分别是、,所以干路电流是,D错误.
◎解题技巧 (1)常见的三类I-U图像
(2)图甲,R1<R2,简记为:越靠近U轴,电阻越大。
(3)隐含条件:①“串联”:电流相等,作U轴平行线,对应电压之和等于电源电压;②“并联”:电压相等,作I轴平行线,电流之和等于干路电流。
(4)图中任何一点的坐标之比等于R,即
◎对点训练
1.两个定值电阻的图像如图所示,下列说法正确的是
A. 电阻甲的阻值为
B. 电阻乙的阻值为
C. 将这两个电阻串联接入电路中,甲电阻两端的电压比乙小
D. 将这两个电阻并联接入电路中,通过甲电阻的电流比乙小
【答案】C
【解析】解:A、由图可知,当甲两端的电压为时,通过甲的电流为,则甲的电阻,故A错误;
B、由图可知,当乙两端的电压为2V时,通过乙的电流为,则甲的电,故B错误;
C、这两个电阻串联接入电路中,则通过甲乙两电阻的电流相等。根据可得,因为,所以,故C正确;
D、这两个电阻并联接入电路中,则甲乙两电阻的电压相同,根据可得,因为,所以,故D错误。
故选:C。
由图像读出一组电流值和电压值,根据欧姆定律可计算电阻,这两个电阻串联接入电路中,串联电路各处电流都相等,则通过甲乙两电阻的电流相等,这两个电阻并联接入电路中,并联电路各并联支路则两端电压都相等,甲乙两电阻的电压相同。
2.如图所示的是一个定值电阻和一个小灯泡的图像,下列说法中正确的是
A. 甲为定值电阻
B. 乙的电阻为
C. 若把甲和乙并联,当电源电压为2V时,电路中的总电流为
D. 若把甲和乙串联,当电路中的电流为时,电路中的总电阻为
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻电阻的电流与两端两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;
由图象可知,当乙两端电压为2V时对应的电流,根据欧姆定律求出的阻值;
根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流;
根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压。
【解答】
A.甲对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值变化,故A错误;
B.乙对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知乙电阻的阻值不变,当电压为2V时,电流为,故电阻为,故B错误;
C.因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,甲、乙并联在2V电源时,两电阻两端的电压均为2V,由图象可知,,,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流,故C错误;
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为时,通过甲、乙的电流均为,
由图象可知,,,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时电源的电压:,
总电阻为,故D正确。
故选D。
3.如图所示电路,电源电压不变,为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表的示数从变为下列各图中,能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。根据串联单路的电压特点和欧姆定律得出电流表与电压表的示数关系,然后判断出对应的图象,再根据滑片位于a点时电流表和电压表的示数关系得出答案。
【解答】
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由可得,电压表示数U与电流表示数I的关系:
,
据此可知,图象是一次函数图象,故CD错误;
当滑片位于a点时,变阻器接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,
由可知,电压表的示数较小,故A错误、B正确。
故选B。
4.如图电路,电源电压不变,为定值电阻。闭合开关S,将