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微专题:电功率之I-U图像分析
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【方法提炼】
电功率图象是以特殊的数学语言来表达物理问题,包含了用数学方法处理物理问题的能力要求.I-U图象是常考的类型.
1.根据图象的形状判断是定值电阻还是非定值电阻的I-U关系图象.
2.观察图象中的“整点”,即图象与坐标方格“十字”交叉点,该点对应的横、纵坐标即为相对应的电流、电压值,再利用欧姆定律或电功率相关公式可求出电阻或电功率.
3.灵活运用串联电路中电压、电功率与电阻成正比的关系,并联电路中电流、电功率与电阻成反比的关系.
4.涉及极值问题时,要明确产生极值的原因,弄清什么条件下取最大值,什么条件下取最小值.
【巩固提高】
1.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图
所示,现将甲和乙并联后接在电压为6V的电源
两端,下列分析正确的是( )
A.乙消耗的电功率为3.6 W
B.甲消耗的电功率为3.6 W
C.通过甲的电流小于通过乙的电流
D.甲的电阻值大于乙的电阻值
2.如图甲所示是小明探究电流与电压关系的电路图,开关闭合后,将滑动变阻器的滑片从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙,由图象可知( )
A.电阻R0两端的电压与通过R0的电流成正比 B.R0的电阻值是10Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值为25Ω D.该电路最小总功率为0.05W
3.两个电阻的电流随电压变化的关系图象如图甲所示,将它们连接在如图乙所示的电路中.当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,电阻R1、R2两端的电压之比为 ;当断开开关S1,闭合开关S2、S3时,电阻R1、R2的电功率之比为 .
4.甲、乙两只灯泡的I-U关系图象如图所示, 现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端电压为2 V时,乙灯消耗的功率是( )
A. 1.2 W B.0.8 W C.2 W D.3 W
5.标有“6V 3W”字样的小灯泡,它的电流—电压图象如图所示,则它正常工作10s消耗的电能是 J;将它与一个10Ω的定值电阻串联在8V的电路中,则电路消耗的总功率为 W.
6.小灯泡L和电阻R上分别标有“6V 4.8W”和“0.6A”字样,它们的电流随电压变化规律如图所示.现将小灯泡L和电阻R连入
电路中,若要确保电路中的元件不烧坏,则下列
说法错误的是( )
A.L和R并联时干路中的电流最大可达到1.4A
B.L和R并联时电路的总功率最大可达到8.4W
C.L和R串联时电源电压不超过9V
D.L和R串联时小灯泡的功率最大可达到4.8W
7.图甲是某同学设计的调光灯电路,图中小灯泡的额定电压为3 V,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,测得小灯泡的I-U关系图象如图乙所示,下列说法中错误的是( )
A.电源电压为3 V B.小灯泡正常发光时的电阻为10 Ω
C.小灯泡实际功率越大,灯丝电阻越大 D.小灯泡的最小功率为0.1 W
甲 乙
8.如图甲所示,将额定电压为2.5V的小灯泡接入电源电压为4.5V的电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,记录相应电压表和电流表的示数,并绘制出如图乙所示的I-U图象,则小灯泡的额定功率为 W,小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻是 Ω.
9.如图甲所示的电路中,电源电压为16V恒定不变.R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断不正确的是( )
A.R0的阻值是10Ω B.电路的最大总功率是25.6W
C.R0的最小功率是3.2W D.滑动变阻器的最大阻值是70Ω
10.如图甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为 Ω;当滑动变阻器接入电路阻值分别为R和R时,电路消耗的总功率为P1、P2,则P1∶P2= .
11.实验小组的同学设计了如图a所示的电路,已知电源电压不变,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图b所示的两条U-I图线.其中利用电压表V1和电流表A的数据描绘出甲图线,利用电压表V2和电流表A的数据描绘出乙图线.求:
(1)定值电阻R2的阻值;
(2)电源电压的大小及定值电阻R1