模型突破12 电源的U-I线与负载的U-I线-2025届高考物理二轮复习讲义

2025届物理总复习·二轮·模型突破 模型12电源的U-I线与负载的U-I线 (一)电源的U-线（或-线） 1.表示的意义 U:电源两端的电压（路端电压）：：通过电源的电流 电源的U-线用来描述路端电压随电源中电流的变化规律，变化的原因是电源内阻分压，一般为减 函数 2.电源U-线的形状特点 (1)电动势E、内阻都恒定时：倾斜递减的直线，倾斜程度由电源内阻决定 (2)电动势E恒定，内阻可变时：一般为递减的曲线，弯曲情况由电源内阻决定 3.电源U-线描述的是电源自身的性能 电源的U-线变化规律（斜率、纵横轴上的截距）只由电源自身参数决定，与外电路无关：但变化范 围与外电路有关。 4.电源U-线描述的内容 U断路 U=E (1)电动势E:U轴上的截距（断路电压等于电源的电动势） (2)短路电流I:轴上的截距 UI r=-k (特别注意：画图像时两坐标轴的交点是不是坐标原点。 短路 若不是，则图线与轴交点不是表示短路电流。) (3)电源内阻r: 107 ①稳恒电源(E、r都恒定)： r=-k= AI 方法1：（斜率法）U=E-r=E-I,内阻等于图线斜率的反数，即 EE 1=二→r= 方法2：（截距法）短路电流 (注意轴上的交点是不是表丽短路) 【例1】某电源的路端电压与电流的关系如图所示，下列说法正确的是( 6.0 A.电源的电动势为6.0V B.电源的内阻为12Q 5.5 C.电源的短路电流为0.5A D,电流为0.34时的外电阻是18Q I/A 5.0￥ 00.10.20.30.40.5 ②内阻可变电源(E恒定，随而变化)： 【例2】太阳能硅光电池具有低碳环保的优点。某硅光电池在某光照强度下电动势 IU 恒定，内电阻随实际供电电流的变化而变化，路端电压U和电流的关系图像如图中曲 U3 线所示，图线上有一状态点P,领斜的虚线为曲线过P点的切线，则该状态下硅光电池 U2 的内电阻可表示为( UIL U U. U U,-U A. B. 12 c. 12137 1 断路U U- 、r=-kPQ ▲如右图，当电源在P点状态工作时，电源内压降U'=E-U, P 短路 0 则电源内阻 $$r = \frac { U ^ { \prime } } { I _ { 1 } } = \frac { E - U _ { 1 } } { I _ { 1 } } ，$$ ，即相当于 P、Q 两点连线斜率的绝对值 U 断路 (4)功率 如右图中阴影部分 P ①输出功率 $$P _ { }$$ 阴影部分下方那一块矩形面积表示输出功率 U1 r=-k ②损耗功率 $$P _ { }$$ 阴影部分上方那一块矩形面积表示损耗功率 $$P _ { }$$ 短路 ③电源总功率 $$P _ { e } ；$$ 整个阴影部分面积表示电源消耗的总功率 $$P _ { }$$ I1 I0 【例3】如图所示为两电源 ① 和②的路端电压U随电源内电流/变化的 U- /图像， U 下列说法正确的有() ① A.当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等 B.当外接不同的电阻时，两电源的输出功率可能相等 ② C.当外接相同的电阻时，两电源的效率可能相等 D.电源 ① 的 U- 图线与两坐标轴所围成的三角形面积，在数值上等于该电源能够 提供的最大输出功率 【例4】在一次学生分组实验中，某小组用如图甲所示电路做 实验，电路中 $$R _ { 1 }$$ 是滑动变阻器，R：是定值电阻，滑动变阻器的滑 3 A 片从左端往右滑动，分别记录多组电流表和电压表的示数，用这些 $$R _ { 2 }$$ 2 B 数据在坐标纸上描点作图，得到的 U= -/图像如图乙中的 AB 3所示， I/A 下列说法中正确的是() E K 0 0.10.203040.5 $$A . R _ { 1 }$$ 的最大阻值为202 B. R：的阻值为 5Q 乙 C.电源电动势为 2V D.电源内阻为5Ω (二)负载的U-I线 1.定值电阻的 U- -I线为过原点的直线 U 工作点 (1)图线的斜率表示电阻R 说明：在某个状态下工作时，电阻 $$R = \frac { U _ { 1 } } { I _ { 1 } } ，$$ U1 R=k 本质上为状态点与原点连线 (这条连线可称为径线)的斜率表示电阻。但由于电阻恒定，整个图线斜率、 I1 I 图线上任意两点连线(这条连线可称为割线)的斜率都可表示该电阻。 (2)图线上的工作点与原点为对角顶点的矩形面积(这种面积称为乘积)表示功率P。 2.非线性电阻的 U- -1线为过原点的曲线(或其他类型的线) 【例5】小灯泡通电后其电流/随所加电压 U /变化的图线如图所示， 为图线上一点， PN 为图线在 P点的切线， 轴 的垂线， 为/轴的垂线，则下列说法中正确的是() A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 $$I _ { 4 }$$ |M P B.对应P点，小灯泡的电阻为 $$R = \frac { U _ { 1 } } { I _ { 2 } }$$ $$l _ { 1 }$$ 2 $$R = \frac { U _ { 1 } } { I _ { 2 } - I _ { 1 } }$$ $$\overline { U _ { 1 } }$$ U C.对应P点，小灯泡的电阻为 D,对应P点，小灯泡的功率在数值上等于图中矩形POOM的面积 径线斜率表示电阻 ①注意：非线性电阻的U-/线，不是切线斜率表示电阻，而是与 矩形面积表示功率 原点连线（径线）斜率表示电阻 ②以工作点和原点为对角顶点的矩形面积（乘积）表示功率 0 (三)两种U-线的关联 【例6】在如图所示的坐标系中，直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ UN 为某一电阻R的U-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0.5Q B.电阻R的阻值为1Q C.电源的输出功率为4W D.电源的效率为50% 【例7】如图所示，直线a、b分别为电源a、b的路端电压U与电源中电流的 关系图像，两图线的交点为P。将一定值电阻R分别接到a、b两电源上，R的功率 正好相等。下列说法正确的有() A.交点P正好是两电源分别接上R时的实际工作状态 B.若图中两点U,山，=U山，则这两点就是两电源分别接上R时的实际工作状态 C.图中连线OP正好为电阻R的图像 U2 D.若将R都换为大于R的电阻，测电源b的输出功率大于电源a的输出功率 E.若将R都换为小于R的电阻，则电源b的功率大于电源的功率 10 (四)动态元件曲线图像分析二法一交点法与读图法 【例8】（读图法）如图甲所示，其中R两端电压U随通过 +UN 该电阻的直流电流的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0V (内阻不计)，且R=1000Q(不随温度变化)。若改变R2,使 AB间与BC间的电压相等，这时( A,R的阻值约为2000Q B.R的阻值约为1333Q //mA C,通过R的电流为1.5mA D,两端的电压为4 A (五)非线性元件曲线图像分析二法一交点法与读图法 【例9】（交点法）某个小白炽灯泡的U图线如图所示，现将该小灯泡与 一节电动势E=1.5八、内阻r=0.5Q的干电池组成闭合电路，电源的总功率和小 灯泡的实际电功率分别约为( A.1.8W,0.75m B.1.8W,1.1W C.1.5W,0.75W D.1.5W,1.1W 0.5 U/V 【例10】（读图法）如图所示，为两个小灯泡L1、L,的伏安特性曲线，将这两个 LI L2 3.0 小灯泡并联后，接在电动势为3”，内阻为32的电源上，则() A.L中的电流约为0.34 B.电源的效率约为50% 2.0 C.L的电功率约为0.2W D.电源输出功率约为0.75W 3 1.0 IA (六)等效电源U-/线的应用技巧 07 .6 【例11】如图甲电路中R=1kQ,R2=2kQ,电源电动势E=6V, I/mA U/V 甲 内阻可以忽略不计，图乙为二极管的1一图像。试求： (1)通过二极管的电流值： (2)电阻R消耗的电功率。 【作业】 班次 座次 姓名 1.如图所示，直线！、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，曲线山是一个小灯泡的伏 安特性曲线。曲线Ⅲ与直线1、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5,35)、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.小灯泡的电阻随着电流的增大而减小 B.电源1与电源2的内阻之比是3：1 C.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是21：25 10127A D.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7：10 U/V 5.0 2.(图线交点法)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图 4.0 所示的曲线是某硅光电池在某光照强度下路猫电压随电流/变化的关系图像 3.0 (电动势恒定，但内阻随电流变化)。将一个阻值R=12.5Q的定值电阳在该光照 2.0 强度下与该硅光电池组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( 1.0 A.5.5Q B.7.0Q C.12.02 D.12.5g 0.10.20.30.4a 3.图甲为某电源的U-图线，图乙为某小灯泡的U-图线， 则下列说法中正确的是( ) 1.5unv 20 A.电源的内阻为0.5Q 1.4 1.5 1.3 1.0 B.小灯泡的电阻随着功率的增大而域小 1.2 1.1 0.5 1.0 0 C.当小灯泡两端的电压为0.5时，它的电阻约为62 0123A 1234567891A D,把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为3W 4.如图甲所示，电源电动势为16、内阻为12，灯泡L P ↑IA 的额定电压为10，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器 1.5 R的最大阻值为19Q。则() 1.0 A.灯泡的领定功率为13.5W B,灯泡的阻值随电流的增大而减小 0.5 UN C.滑动变阻器接入电路的最小阻值为3Q E.r 甲 4 6 8 10 D.当滑动变阻器阳值为15Q时，灯泡的电功率约为1.5W 5.如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中 的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。 4 (1)电压表V1、V的示数随电流表示数的变化图线分别为乙图中的哪一条直线？ (2)定值电阻R、变阻器的总电阻R分别为多少？ (3)求出电源的电动势和内阻。 (4)变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为多少？ 6.0 4.5 R 3.0 00.31.01.32.01A 甲 乙2025届物理总复习·二轮·模型突破 模型12电源的U-I线与负载的U-I线 (一)电源的U-1线（或I-U线） 1.表示的意义 小：电源两端的电压（路端电压）；1：通过电源的电流 电源的-1线用来描述路端电压随电源中电流的变化规律，变化的原因是电源内阻分压，一般为 减函数 2.电源-1线的形状特点 (1)电动势E、内阻r都恒定时：倾斜递减的直线，倾斜程度由电源内阻决定 (2)电动势E恒定，内阻r可变时：一般为递减的曲线，弯曲情况由电源内阻决定 3.电源U-1线描述的是电源自身的性能 电源的-I线变化规律（斜率、纵横轴上的截距）只由电源自身参数决定，与外电路无关；但变化 范围与外电路有关。 4.电源/-1线描述的内容 个U,断路 U=E (1)电动势E:U轴上的截距（新路电压等于电源的电动势） (2)短路电流1。：1轴上的截距 U (特别注意：画图像时两坐标轴的交点是不是坐标原点。 短路 若不是，则图线与I轴交点不是表示短路电流。) (3)电源内阻r: ①稳恒电源(E、r都恒定)： 方法1：（斜率法）U=E-1r=E-r,内阻等于图线斜率的反数，即r=-k= 方法2：（截距法）短路电流I。=二→r= ·(注意I轴上的交点是不是表示短路) ◆U 【例1】某电源的路端电压与电流的关系如图所示，下列说法正确的是( 6.0 A.电源的电动势为6.0Ψ B.电源的内阻为12Q 5.5 C.电源的短路电流为0.54 D.电流为0.34时的外电阻是18Q A 【答案】AD 5.0 00.10.20.30.40.5 ②内阻可变电源(E恒定，r随I而变化)： 【例2】太阳能硅光电池具有低碳环保的优点。某硅光电池在某光照强度下电动势 AU 恒定，内电阻随实际供电电流的变化而变化，路端电压U和电流I的关系图像如图中曲 线所示，图线上有一状态点P,倾斜的虚线为曲线过P点的切线，则该状态下硅光电池 U 的内电阻可表示为( U U U D. U:-U A. B. 名 13 【答案】D U ▲如右图，当电源在P点状态工作时，电源内压降'=E-U U-E 则电源内阻r= '_E-U,即相当于P、Q两点连线斜率的绝对值 短路 U,期路 U-=EK (4)功率P:如右图中阴影部分 ①输出功率P出：阴影部分下方那一块矩形面积表示输出功率P出 P U ②损耗功率P:阴影部分上方那一块矩形面积表示损耗功率P担 短路 ③电源总功率P总：整个阴影部分面积表示电源消耗的总功率P总 【例3】如图所示为两电源①和②的路端电压U随电源内电流1变化的U-1图像， 外U 下列说法正确的有( A.当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等 B。当外接不同的电阻时，两电源的输出功率可能相等 ② C.当外接相同的电阳阻时，两电源的效率可能相等 D.电源①的U-I图线与两坐标轴所围成的三角形面积，在数值上等于该电源能够O 提供的最大输出功率 【答案】BD 【解析】 A:画出所接电阻R的U-1线分别与①、②相交，交点即为 个U 工作点，交点纵、横坐标乘积为电源输出功率，可知电源 ① ①D ①的输出功率总比电源②的输出功率大，故A错： R 2 B:同上，分别出所接电阻R1与R3的-I线，图中两矩 形面积可能相等，故B对： 0 R C:电源的效率刀= 一×100%，因r不同，则效率不可能相等，故C错： R+ 个U D:方法1：计算法 E ① 三角形面等于2E弘，= ￡.三-尽，面大输功率P 吃， 中点 2片2r A 方法2：面积法 1o1 图线中点对应的输出功率最大，最大输出功率等于图中矩形面积，等于三角形面积的一半，D错。 【例4】在一次学生分组实验中，某小组用如图甲所示电路做 实验，电路中R是滑动变阻器，R2是定值电阻，滑动变阻器的滑 片从左端往右滑动，分别记录多组电流表和电压表的示数，用这些 2 数据在坐标纸上描点作图，得到的一-I图像如图乙中的AB所示， 下列说法中正确的是( 00.1020.3040.5 A.R的最大阻值为20Q B.R2的阻值为5Q 乙 C.电源电动势为2V D.电源内阻为5Q 【答案】A 【解析】 A:由图像知，当R接入电路的阻值最大时，=2K10.14,则R的最大阳值R=一 =U=202,A对： BD:根据闭合电路M瑚定律有E=U+I八R2+r (1) 线斜率的绝对值风=。名-人=5=尺，十 0.3-0.1 则R和r都小于5，B与D都情： C:取U=2V、=0.14、Rt=50代入(1)式，得E-2.5形C错。 2 (二)负载的U-1线 1,定值电阻的U-1线为过原点的直线 工作点 图线的斜率k表示电阻R U “R=k 说明：在某个状态下工作时，电阻R= 丛，本质上为状态点与原点连线 (这条连线可称为径线)的斜率表示电阻。但由于电阻恒定，整个图线斜率、 图线上任意两点连线（这条连线可称为割线）的斜率都可表示该电阻。 (2)图线上的工作点与原点为对角顶点的矩形面积（这种面积称为乘积）表示功率P。 2.非线性电阻的/-I线为过原点的曲线（或其他类型的线） 【例5】小灯泡通电后其电流I随所加电压了变化的图线知图所示，P为图线上一点，PV为图线在P点的切线，PQ 为U抽的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是() A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B.对应P点，小灯泡的电阻为R= 12 C.对应P点，小灯泡的电阻为R=,L 12-11 D.对应P点，小灯泡的功率在数值上等于图中矩形PQOM的面积 【答案】ABD 【解析】 A电阻R由工作状态下的电压T和电流I计算得到，R=V,在数值上等于状态点 M 与原点连线（径线）斜率k的倒数。由图可知，U越大k越小，则R越大，故A对： BC:对应P点，电压、电流分别为、，则R=,放B对C错 k入￥则R 1, D:对应P点，小灯泡的功率P=山，为图中矩形POOM的面积，故D对. ①注意：非线性电阻的-1线，不是切线斜率表示电阻，而是与 径线斜率表示电阴 原点连线（径线）斜率表示电阻 矩形面积表示功率 ②以工作点和原点为对角顶点的矩形面积（乘积）表示功率 （三)两种U-1线的关联 O 【例6】在如图所示的坐标系中，直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线ⅡU八 为某一电阻R的止-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( ) 3 A.电源的电动势为3V,内阻为05QB.电阻R的阻值为12 C.电源的输出功率为4W D.电源的效率为50% 【答案】ABC 6∥A 【例7】如图所示，直线a、b分别为电源a、b的路端电压U与电源中电流I的 关系图像，两图线的交点为P,将一定值电阻R,分别接到a、b两电源上，R的功率 正好相等。下列说法正确的有( A.交点P正好是两电源分别接上R时的实际工作状态 U. P B.若图中两点U,山=U2,则这两点就是两电源分别接上R时的实际工作状态 C.图中连线OP正好为电阻R。的-I图像 D.若将R。都换为大于R的电阻，则电源b的输出功率大于电源a的输出功率 E.若将R。都换为小于R。的电阻，则电源b的功率大于电源a的功率 【答案】ACD 产P总b 【解析】 R>R 6 R ABC:首先易得AC正确，B错误： P出b R D:换上大于R的电阻如图D,两矩形面积表示 P. 输出功率，易得D正确： R<R Pa E:换上小于R的电阻如图E两矩形面积表示 电源总功率，易得E情误 (图D) (图E) (四)动态元件曲线图像分析二法一交点法与读图法 【例8】（读图法）如图甲所示，其中R两端电压U随通过 tUN 该电阻的直流电流1的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0V (内阻不计)，且R1=1000Q(不随温度变化)。若改变R2,使 AB间与BC问的电压相等，这时( A.R的阻值约为20002 B.R的阻值约为1333Q C.通过R的电流为154 D.R两端的电压为4V //mA 【答案】BC 【解析】在坐标系中作出定值电阴R的U-I图像 要使AB间与BC间的电压相等，应使BC间的电压为7.0 -=3.5V 即R与R中电流相等，而两端电压之和要为35V CD:取电流相等（纵问线）再到图中去找，电流为1.5A时： UtUa=201+1.5V=3.51 符合要求，C对D储： 4→*/mA AB:0-201154,则R=U=2.0 1.5 ≈13332，B对 I 1.5mA (五)非线性元件曲线图像分析二法一交点法与读图法 3.0 【例9】（交点法）某个小白炽灯泡的上U图线如图所示，现将该小灯泡与 一节电动势E=1.5严、内阴=0.50的干电池组成闭合电路，电源的总功率和小 20 灯泡的实际电功率分别约为( ) A.18W,0.75 B.18W,1.1W 1.0 C.1.5W,0.75W D.1.5W,1.1W 【答案】B A 【解折】短洛电流1，=-3.0A,在时一坐标系种作出电淑的上U图线 交点：电压=0.9，电流1=1.24，则灯泡的实际功率 P=U1=1.08W≈1.1W 电源的总功率 Pa=EI=1.8W 故选B 0.5 10 .3 【例10】（读图法）如图所示，为两个小灯泡L、乙2的伏安特性曲线，将这两个 3.0 小灯泡并联后，接在电动势为3严，内阻为3Q的电源上，则() 2.0 A.L,中的电流约为0.34 B.电源的效率约为50% C.L2的电功率约为0.2W D.电源输出功率约为0.75形 1.0 A 0.2 0.4 0.6 【答案】BD 【解析】在同一坐标系中作出电源的-I线 ◆UMW L Lo 因两灯泡并联在电激两端，则两灯两端电压与电源两端电压都相同 3.0 且电源中的电流等于两灯中电流之和 取电压相同（横向线）再到图中去找，当电压=1.5V时： 20 110.24,1a=034,1电w=0.54=11+1n 正好相符，则A错： 1.0 =1.5=E/2,则效率为50%，B对： L2的功率P=2=0.4V,C销： A 电源的输出功率P出=I电=7V，D对. .2 0.4 06 (六)等效电源U-I线的应用技巧 【例11】如]图甲电路中R1=1Q,R2一2Q,电源电动势E=6V, AI/mA 内阻可以忽略不计，图乙为二极管的一图像。试求： (1)通过二极管的电流值： (2)电阻R消耗的电功率。 【答案】(1)44：(2)2.18×10W 【解析】 甲 (1)方法1：函数法 设极管两端的电压为U(),通过极管的电流为I(m4) 由闭合电路做姆定律，得E=U+「+ U R R2 个4 代入数据整理得1=6-3UT的单位分别为m4、)① 2 在图乙坐标系中画出一U图像，两线的交点即为二极管的工作状态 交点纵坐标为I一4，即通过二极管的电流为4m4 方法2：等效电源法 如图，将虚线框内视为一个电源，则其 等效电动势E'=R,_E=4 R+R 等效内电阻r= RR,-=2 k2 R+R23 E E、r 等效短路电流6= =6m1(或不求等效电阻，直接求等效短路电流5= -=6mA） R 在乙图中作出等效电源的I一U图豫（同方法1，下略） (2)将=4m4代入0间得U≈1.33V R1两端的电压巧=E-=4.67V s2.18x102w 故消耗的功率B=R 5 【作业】 班次 座次 姓名 1.如图所示，直线1、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压输出电流的变化的特性图线，曲线是一个小灯泡的 伏安特性曲线。曲线与直线1、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5,35、0(6,5)。如果八 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,小灯泡的电阻随着电流的增大而减小 81 6 B.电源1与电源2的内阻之比是3：1 444+44 C.在这两种连接状态下，小灯泡的电阴之比是21：25 D.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7：10 802iA 【答案】C 2.(图线交点法)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图 W 50 所示的曲线是某硅光电池在某光照强度下路端电压U随电流变化的关系图像 4.0 (电动势恒定，但内阻随电流变化)。将一个阻值R=12.5Q的定值电阻在该光照 3.0 强度下与该硅光电池组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( ) 2.0 A.5.5Q B.7.0Q C.12.0Q D.12.50 1.0 【答案】A 【解析】 0 010.20.30.44 由闭合电路收姆定律得U=E一，当=0时，E=,由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为E=36P 组成闭合回路时，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为5=2.5V,电流为2=0.24 则硅光电池的内阻为”三 E-U2=5.52,故A正确. 3.图甲为某电源的一I图线，图乙为某小灯泡的一I图线， 则下列说法中正确的是( 1.51tm 2.0fUv A.电源的内阻为0.5Q 1.4 1.5引 1.3 B.小灯泡的电阴随若功率的增大而减小 1.0 1.2 0.51 C.当小灯泡两端的电压为05时，它的电阻约为}0 1.1 1.0 01 2 3 IA 12345678911A D.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为3形 多 【答案】D 2.01四 【解析】 1.5 A:电源的-1图线在纵轴的截距表示电动势，斜率绝对值表示电源内阻， 1.0 可知，E=15水，=}2，选项A错误： 0.5 6 045678a B:根据小灯泡-I图线上某点的纵、横坐标的比值表示电阳可知，小灯泡的电阻随电流的增大而增大，由P-PR知， 小灯泡的电阻随着电功率的增大而增大，选项B销误： C:当小灯泡两端的电压为=0,5严时，对应小灯泡中电流为=4，根据小灯泡-1图线上某点的纵、横坐标的比值 表示电阻可知，小灯泡电阳R==1122,选项C错误： D:把电源和小灯泡组成闭合回路，在题图乙中丽出图甲对应的图线，如图所示，两图线的交点表示电路的工作状态，根 据小灯泡-1图线上某点的纵、横坐标的栗积表示消耗的电功率可知，小灯泡的功率约为3P,选项D正确。 6 4.知图甲所示，电源电动势为16V、内阻为1Q,灯泡L P ↑A 的额定电压为10严，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阳器 1.5 R的最大阻值为192。则() 1.0 A.灯泡的额定功率为13.5W B.打泡的阻值随电流的增大而战小 0.5 C.滑动变阴器接入电路的最小阻值为3Q E. 2 4 6 8 10 D.当滑动变阻器阻值为15时，灯泡的电功率约为1.5W 【答案】CD 【解析】 A:由乙图可知，灯泡L的猴定电压为10V时，灯泡的电流为1.54，则灯泡的猴定功率为P额=1=15W,故A错： B:图线上的点与原点连线斜率的倒数表示灯泡电阳。随若U增大，连线斜率变小，因而电阳增大，故B销： C:为保证灯泡安全，电流的最大电流为1.54，此时滞动变阻器接入电路的阻值最小，设为R E 根据闭合电路欧姆定律可得I= R+r+Roim U20 此时灯泡电阻为R,= O 13 ↑∥A 联立解得Rn=32,放C对： TT 1.5 D:当变阻器阻值为15耐，设灯泡两端电压为，电路电流为1 1.0 根据闭合电路欧姆定律得E=+H(R霸r) 0.5 代入数据得U/=-16+16 UNV 在同一坐标系中画上述函数的图像，如图所示 2 46810 由图像交点可知，此时灯泡的实际功率约为P=I=1.5,D对 5。如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中 的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。 (1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图线分别为乙图中的哪一条直线？ (2)定值电阳R。、变阻器的总电阻R分别为多少？ (3)求出电源的电动势和内阻。 (4)变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为多少？ 7.5 B 6.0H C 4.5 3.0 1.5 A A 00.51.01.52.01A 甲 乙 【答案】(1)BC,AC:(2)32,122(3)8,12:(4)4H 【解析】 (1)由图甲知电压表V1测路端电压，电压表V测定值电阻风两端的电压。 当变阻器的滑动片向左移动时，变阳器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻凡的电压增大，路端电压 威小，所以电压表V1的示数随电流表示数的变化图像应为BC:电压表V,的示数随电流表示数的变化图像应为AC. R=L.SV =32 (2)定值电阴”0.5A %25v =15Ω 当1=0.54时 0.5A 变阻器的总电阻R=R#-R=120 (3)根据闭合电路欧姻定律得E=7.5V+0.5Ar①E=6V+2Ar② 联立O②可解得E=8V,r=12 (4)变阻墨消耗的电功率最大时，有R,=R,+r=4Q 比时滑动变阻器两端电压为 匠=4W Pn = 变阻器消耗的最大电功率为“R