内容正文:
24 图像类电功率计算
知识点讲解与点拨
I-U图像的理解和应用
I-U图像是指通过导体的电流I与导体两端电压U之间的关系图像。
1.常见的I-U图像
I
U
I
U
I
U
A B C
(1)图A反映了在电阻一定的情况下,电流与电压成正比。
(2)图B、C均反映着导体电阻是变化的,图B中的导体电阻在变大,图C中的导体电阻在变小。
2.两个定值电阻的I—U图像
I
U
甲
乙
由图可知:图像与电压U轴夹角越大,其电阻越小(R乙>R甲)。
【点拨】把甲乙串联在一个电路里面,电流是一致的,“横着看”此时可以的求出电源电压;把甲乙并联在一个电路里面,电压是一致的,“竖着看”此时可以的求出干路电流。
3.I-U图像的应用
(1)从图像中直接获取数据或结论,如从图中直接读取某一电压下的电流,或者得电流与电压的比例关系。
(2)从图像中求出未知的物理量,如根据I-U图像求出定值电阻的阻值或者比较两电阻阻值的大小。
(3)从图像中判断数据变化的趋势,如小灯泡的电阻会随温度的变化而变化。
4.正确分析图像题型的一般步骤
(1)看清图像中横坐标、纵坐标所表示的物理量;
(2)弄清坐标上的数值即分度值;
(3)明确图像所表达的物理意义,利用图像的特点并结合欧姆定律、电功率计算公式和相应电路的特征进行分析、推理、判断和计算。
专题训练
一、单选题
1.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示。把它们并联在电路中,如图(乙)所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.9A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A.3.0V 0.9W B.3.5V 0.9W
C.2.5V 1.0W D.1.0V 0.2W
【答案】C
【详解】由图乙电路图可知,两元件并联,电流表测量干路中电流,并联各支路两端的电压相等,由图甲所示图象可知,电压为2.5V时,通过元件A、B的电流分别为IA=0.5A、IB=0.4A,则电流表示数
元件B的功率为
故选C。
2.标有“6V,6W”的灯泡和“6V,3W”的灯泡,经实验测得它们的特性曲线如图甲所示,现将两灯接入图乙所示的电路中,闭合开关,当电流表的示数为0.5A时,下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.通过灯的电流为1A
C.灯的阻值是
D.电路消耗的总功率是4W
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,两灯泡串联接入电路中;由图甲可知,当电流为0.5A时,A两端电压为2V,B两端电压为6V,根据串联电路电压规律,电源电压为8V,故A错误;
B.串联电路电流处处相等,所以通过L1的电流为0.5A,故B错误;
C.由题可知图像B为L2,当通过L2的电流为0.5A时,L2两端电压为6V,所以L2的阻值
故C错误;
D.电路中消耗的总功率
故D正确。
故选D。
3.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V B.R的最大功率为1.8W
C.R0的阻值为6Ω D.R=10Ω时,电路消耗的功率为3.6W
【答案】B
【详解】由题图可知,两电阻串联在电路中,电压表测的是R的两端电压。
AC.由乙图可知,当变阻器连入电路的电阻为R1=5Ω时,变阻器R的两端电压为U1=3V,根据欧姆定律可得,此时电路的电流为
则电源电压为
①
当变阻器连入电路的电阻为R2=10Ω时,变阻器R的两端电压为U2=4V,根据欧姆定律可得,此时电路的电流为
则电源电压为
②
联立①②解得,电源电压为U=6V,R0的阻值为5Ω,故AC错误;
B.根据串联电路的特点可知,电路的总功率等于两电阻的功率之和,则变阻器R的功率为
由数学二次函数知识可知,当I=0.6A时,R的功率最大,为
故B正确;
D.当R=10Ω时,电路的总电阻为
则电路消耗的电功率为
故D错误。
故选B。
4.A、B两只灯泡的额定电压均为6V,通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示,下列选项正确的是( )
A.A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B.将两灯并联接在3V的电源两端,A、B两灯的实际功率之比为1∶2
C.将两灯串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,电源两端电压为9V
D.将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端,该电阻消耗的功率为0.8W
【答案】D
【详解】A.导体的电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电压、电流无关。灯泡两端电压越大时,其实际功率越大,灯泡发光就越亮,灯丝的温度就越高,灯丝的