专题05 电路中的图像---【模型与方法】备战2024年高考物理图像与方法

专题05 电路中的图像 目录 一.对伏安特性曲线的理解 1 二.路端电压与外电阻的关系图像 3 三.电源的特性曲线 5 四.电源三功率和效率的相关图像 9 一.对伏安特性曲线的理解 (1)图中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件；对于线性元件R＝＝，对于非线性元件：R＝≠。 (2)图像的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Ra<Rb，图线c的电阻减小，图线d的电阻增大。 (3)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻。在曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。 【典例分析1】（2024·全国·高三专题练习）如图为电阻A、B的伏安特性曲线，下列说法正确的是（　　）      A．电阻A为线性元件，其阻值为0.2Ω B．随着所加电压的增大，电阻B的阻值增大 C．电阻B的图线上某点切线的斜率为其相应状态的阻值 D．在两图线的交点P处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值 【典例分析2】（2024·全国·高三专题练习）有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量，三个同学把测量各自电阻时电阻两端的电压和通过电阻的电流描点到同一坐标系中，得到的结果如图所示，图中A点、B点和C点对应的电阻分别 、和，则（　　）    A． B． C． D． 【典例分析3】（2023·全国·高三专题练习）某同学在研究三种导电元件的伏安特性曲线时，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A．图甲的元件可以作为标准电阻使用 B．图乙的电阻随电压升高而减小 C．图丙的电阻随电压升高而增大 D．只有图乙才是可能的 二.路端电压与外电阻的关系图像 【分析要点】 U端-R图[ U＝IR＝·R＝ 可见U端随外电阻R的增大而增大，如图所示。 特殊情况 ①当外电路断路时，I＝0，U＝E，开路电压即电动势 ②当外电路短路时，I短＝，U＝0，开路电压与短路电流的比值即为内阻 【典例分析1】如图所示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，移动滑动变阻器R的滑片，则选项图中表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图象，可能正确的是(　　) A　　　　B　　　 　C　　 　　D 【典例分析2】（2023·高三课时练习）在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压都将随之发生变化．下列图像能正确表示其变化规律的是（    ） A． B． C． D． 三.电源的特性曲线 【分析要点】 1.从图中读出： (1)电源电动势E——纵轴的截距 (2)电源内阻r（即ΔU/ΔI）——直线的斜率的绝对值 (3)内、外电压——每一点纵坐标为外电压 (4)外电阻R——每一点的纵横坐标的比值 (5)电源的三个功率——图线上每一点的横纵坐标的乘积为输出功率 (6)电源的效率——图线上每一点的纵坐标与纵轴截距的比值 2.电源的特性曲线与电阻的伏安特性曲线交点 (1)对电源：U＝E－Ir，如图乙中a线所示。 (2)对定值电阻：U＝IR，如图乙中b线所示。 (3)交点的横纵坐标表示二者连成的电路中的工作电流和工作电压。 注意：a.图乙中a线常用来分析电源电动势和内电阻。 b．图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率。[来源:Z.xx.k.Com] 【典例分析1】．（2023·高三课时练习）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P（5，3.5）、Q（6，5）。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　） A．电源1与电源2的内阻之比是3∶2 B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1 C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是21∶26 D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10 【典例分析2】．（2023·全国·高三专题练习）如图甲所示，闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表的数U1，电压表的示数U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条U­I图线，如图乙所示。则（　　） A．流过电阻箱的电流的表达式为I＝ B．小灯泡两端电压随电流变化的图像是a C．根据图乙可以求得电源的电动势E＝3.0V、内阻r＝0.4Ω D．该电路中小灯泡消耗的最大功率为1W 【典例分析3】．（2023上·北京海淀·高三统考期末）图甲是某实验小组的同学通过实验作出的电源E的路端电压U与电流I的关系图像，图乙是该实验小组的同学通过实验作出的小灯泡L的图像。下列说法中正确的是（　　） A．电源E的电动势约为 B．电源