12.2 专题 两类U-I图像 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

闭合电路欧姆定律 应用三　两类U-I图像 你的教室颜色与此模板中看到的颜色不同吗？没关系！单击“设计”->“变量”（向下箭头）->选择适合你的配色方案！ 随意更改任何“你将...”和“我将...”的陈述，以确保它们符合你的课堂程序和规则！ 1 应用三　两类U-I图像的比较与应用 在电路中常会涉及两种U-I图像,一种是电源的U-I图像(斜率为负值的直线),另一种是电阻的U-I图像(过原点的直线)。求解这类问题时要注意二者的区别。 项目 电源U-I图像 电阻U-I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: 与横轴交点表示: 过坐标轴原点,表示电压为零时电流为零 电源电动势E 坐标U、I 的乘积 坐标U、I的比值 斜率(绝对值) 两曲线在同一坐标系中的交点 续表 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 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表示此电阻的阻值大小 表示电源内阻r 表示电阻的工作点 表示电阻大小(电阻为纯电阻时) 例1.[对电源U-I图像的理解](多选)如图所示,甲、乙分别表示两个电源的路端 电压与通过它们的电流I的关系,下列说法中正确的是 (　　) A.电源甲的电动势大于乙的电动势 B.电源甲的内阻小于乙的内阻 C.电流都是I0时,两电源的内电压相等 D.路端电压都为U0时,它们所在电路的外电路电阻相等 AD 例2.[两种图像的结合](多选)如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系 图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个 电阻分别接到该电源上,则 (　　) A.R1接在电源上时,电源的效率高 B.R2接在电源上时,电源的效率高 C.R2接在电源上时,电源的输出功率大 D.电源的输出功率一样大 AC 例3　(多选)如图所示，图甲中M为一电动机，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A读数在0.2 A以下时，电动机没有转动.不考虑电表内阻，以下判断正确的是 A.图线①为V2读数随电流表读数的变化图线 B.电路中电源电动势为3.4 V C.此电路中，电动机的最大输入功率 　是0.9 W D.滑动变阻器的最大阻值为30 Ω AC 由题图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图线①为V2的读数随电流表读数的变化图线，故A正确； 当I2＝0.3 A时，U2＝3 V，此时电动机输入功率最大，且P＝U2I2＝3×0.3 W＝0.9 W，故C正确； 10 课堂练习 1.(多选)在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图像可知 ( ) A.电源的电动势为3V,内阻为0.5Ω B.电阻R的阻值为1Ω C.电源的输出功率为4W D.电源的效率为50% ABC 2.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为 ( ) A.5.5Ω B.7.0Ω C.12.0Ω D.12.5Ω A 3.(多选)如图甲所示的电路中,将滑动变阻器R2的滑片由a端向b端移动,用两个电表分别测量电压和电流,得到部分U-I关系图像如图乙所示,则 ( ) A.电源的电动势为6V B.滑动变阻器的总阻值为20Ω C.当电压表示数为5.0V时,电源效率最高 D.当电压表示数为5.0V时,R2消耗的总功率最大 BC 图线①的斜率绝对值等于电源的内阻，为r＝＝ Ω＝2 Ω，当电流I1＝0.1 A时，U1＝3.4 V，则电源的电动势E＝U1＋I1r＝(3.4＋0.1×2) V＝3.6 V，故B错误； 若电流表A示数小于0.2 A，电动 机不转动，电动机的电阻rM＝4 Ω，当I1＝0.1 A时，电路中电流最小，滑动变阻器的电阻为最大值，所以R与R0并联电阻的最大值R并＝－r－rM＝(－2－4) Ω＝30 Ω，则滑动变阻器的最大阻值大于30 Ω，故D错误. $$