内容正文:
第十三讲 【电学图像】解题技巧
一、欧姆定律I-U图像问题——“切割法”
①直线表示导体为定值电阻,在图像上取任何一点即可计算出电阻;
②曲线表示导体为变化电阻,越靠近U轴,电阻越大。
解题大招:串联电流相等,用电流切;并联电压相等,用电压切!
经典例题1.如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列判断不正确的是( )
A.甲的电阻值是20Ω
B.乙电阻工作时,其阻值随着电压的增大而减小
C.甲、乙并联,通过乙的电流为0.2A时,则通过甲的电流为0.1A
D.甲、乙串联,乙两端的电压为2V时,则电源电压为6V
经典例题2.如图是两灯电流随电压变化的图像,两灯额定电压均为6 V。若将两灯并联后接入电路,则干路电流最大为 A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为 V。
巩固练习1.额定电压均为6V的甲、乙两灯,I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为4:1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3:2
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1:3
巩固练习2.(山东中考)如图是额定电压均为220 V的灯泡L1和L2的U-I图像。下列分析不正确的是( )
A.当L1两端的电压为100 V时,其实际功率为20 W
B.当通过L2的电流为0.45 A时,其1 min消耗的电能为4 320 J
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40 V,则L2的功率为8 W
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5 A,则L1的功率为66 W
二、欧姆定律I-U图像问题——“铁三角”模型
①定值电阻I-U图像 ②滑动变阻器I-U图像 ③定阻和滑阻双线图像
解题大招:
方法一:定值电阻R=ΔU/ΔI;
方法二:列恒压方程组求解。
经典例题3. 如图所示,甲是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙,则图象可知( )
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B.R0的电阻值是10Ω
C.电源电压为2.5V
D.滑动变阻器R的最大阻值是25Ω
经典例题4.(陕西中考)如图所示的电路,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从一端滑到另一端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图所示.下列说法正确的是( )
A. 滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变小
B. 滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变
C. 电源电压为6 V
D. 定值电阻R0的阻值为10Ω
巩固练习3.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示.则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.电阻R1的阻值是20Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
D.该电路的电源电压为14V
巩固练习4.如图所示,R1为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R2从a端向b端移动过程中,电压表和电流表变化情况如乙图所示。则( )
A.定值电阻的阻值是20Ω;
B.滑动变阻器的最大阻值是10Ω;
C.当滑动变阻器在中点时,两电表的示数对应乙图中的“B”点;
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的“C”点
三、欧姆定律I-U图像问题——电功率“找点法”
解题大招:根据公式P=UI寻找唯一的点。
经典例题5.如图甲是通过小灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像.现将小灯泡L与电阻R连入图乙所示的电路中,只闭合S,小灯泡的实际功率为1.8 W;再闭合S1,电流表示数为0.9 A.下列结果错误的是( )
A. 电源电压为6 V
B. 电路消耗的总功率为5.4 W
C. 通过电阻R的电流为0.6 A
D. 电阻R的阻值为20 Ω
经典例题6.如图甲所示,小灯泡L标有“6 V 3 W”字样,小灯泡的I﹣U关系如图乙所示,R为10 Ω的定值电阻,当小灯泡电功率为0.3 W时,定值电阻R消耗的功率是 W,电流表的示数为
A。
巩固练习5.有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图所示.电源电压为36 V,灯泡L的额定功率为36 W,通过灯泡L的电流与其两端电压的关系如图.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡的亮度________(选填“变亮”“变暗”或“不变”);当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为________Ω.为了保证灯泡两端的电压不超过24 V,滑动变阻器R连入电路的阻值不得小于________Ω.
巩固练习6.如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W.图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。下列说法中正确的是( )
A.只闭合开关S1时,L的电阻为10Ω
B.再闭合开关S2后,电路总功率为1.2W
C.再闭合开关S2后,电流表示数增加0.5A
D.再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量是24J
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$电 学 图 像 大 招
主讲老师:刘老师
【电学图像】考查方式和分值占比:2-6分
选择题
填空题
综合计算题
1
欧姆定律I-U图像解读
①直线表示导体为定值电阻,在图像上取任何一点即可计算出电阻;
②曲线表示导体为变化电阻,越靠近U轴,电阻越大。
若二者串联,甲两端电压是1V,则此时乙两端电压为 V。
串联电流相等,用电流切;
2
切割法
解题大招
2
若二者并联,干路电流为0.6A,则电源电压为 V。
并联电压相等,用电压切!
2
切割法
解题大招
2
1.如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列判断不正确的是( )
A.甲的电阻值是20Ω
B.乙电阻工作时,其阻值随着电压的增大而减小
C.甲、乙并联,通过乙的电流为0.2A时,则通过甲的电流为0.1A
D.甲、乙串联,乙两端的电压为2V时,则电源电压为6V
答案:B
2.如图是两灯电流随电压变化的图像,两灯额定电压均为6 V。若将两灯并联后接入电路,则干路电流最大为 A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为 V。
答案:1.5;8
1.额定电压均为6V的甲、乙两灯,I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为4:1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3:2
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1:3
答案:D
2.(山东中考)如图是额定电压均为220 V的灯泡L1和L2的U-I图像。下列分析不正确的是( )
A.当L1两端的电压为100 V时,其实际功率为20 W
B.当通过L2的电流为0.45 A时,其1 min消耗的电能为4 320 J
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40 V,则L2的功率为8 W
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5 A,则L1的功率为66 W
答案:C
3
“铁三角”模型
求:
①R1
②U电源
③R滑动max
3
“铁三角”模型
求:
①R1
②U电源
③R滑动max
方法一:定值电阻R=ΔU/ΔI;
方法二:列恒压方程组求解。
解题大招
3
“铁三角”模型
求:
①R1
②U电源
③R滑动max
定值电阻
滑变电阻
3. 如图所示,甲是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙,则图象可知( )
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B.R0的电阻值是10Ω
C.电源电压为2.5V
D.滑动变阻器R的最大阻值是25Ω
答案:D
4.(陕西中考)如图所示的电路,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从一端滑到另一端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图所示.下列说法正确的是( )
A. 滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变小
B. 滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变
C. 电源电压为6 V
D. 定值电阻R0的阻值为10Ω
答案:C
3.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示.则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.电阻R1的阻值是20Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
D.该电路的电源电压为14V
答案:B
4.如图所示,R1为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R2从a端向b端移动过程中,电压表和电流表变化情况如乙图所示。则( )
A.定值电阻的阻值是20Ω;
B.滑动变阻器的最大阻值是10Ω;
C.当滑动变阻器P在中点时,两电表的示数对应乙图中的“B”点;
D.当滑动变阻器P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的“C”点
答案:C
4
电功率“找点法”
根据公式P=UI寻找唯一的点。
解题大招
5.如图甲是通过小灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像.现将小灯泡L与电阻R连入图乙所示的电路中,只闭合S,小灯泡的实际功率为1.8 W;再闭合S1,电流表示数为0.9 A.下列结果错误的是( )
A. 电源电压为6 V
B. 电路消耗的总功率为5.4 W
C. 通过电阻R的电流为0.6 A
D. 电阻R的阻值为20 Ω
D
6.如图甲所示,小灯泡L标有“6 V 3 W”字样,小灯泡的I﹣U关系如图乙所示,R为10 Ω的定值电阻,当小灯泡电功率为0.3 W时,定值电阻R消耗的功率是 W,电流表的示数为 A。
答案:0.1;0.4
5.有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图所示.电源电压为36 V,灯泡L的额定功率为36 W,通过灯泡L的电流与其两端电压的关系如图.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡的亮度________(选填“变亮”“变暗”或“不变”);当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为________Ω.为了保证灯泡两端的电压不超过24 V,滑动变阻器R连入电路的阻值不得小于________Ω.
答案:暗;40;30
6.如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W.图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。下列说法中正确的是( )
A.只闭合开关S1时,L的电阻为10Ω
B.再闭合开关S2后,电路总功率为1.2W
C.再闭合开关S2后,电流表示数增加0.5A
D.再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量是24J
答案:D
一、欧姆定律I-U图像问题
①直线表示导体为定值电阻,在图像上取任何一点即可计算出电阻;
②曲线表示导体为变化电阻,越靠近U轴,电阻越大。
1.“切割法”解题大招:
串联电流相等,用电流切;并联电压相等,用电压切!
2.“铁三角”模型解题大招:
方法一:定值电阻R=ΔU/ΔI;
方法二:列恒压方程组求解。
3. 电功率“找点法”解题大招:
根据公式P=UI寻找唯一点。
谢 谢!
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第十三讲 【电学图像】课后练习
1、如图是灯泡L的I-U图像.结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3 A时,其实际功率为0.72 W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端,电路的总功率为0.24 W
D.将灯泡L和18 Ω的定值电阻并联在3.6 V的电源两端,电路的总电阻为6 Ω
2、如图所示为电阻R1和R2的I-U图像,下列说法正确的是( )
A.R2的阻值为10 Ω
B.两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶4
C.将两电阻串联接入电路,通电后,R1两端电压与R2两端电压之比为1∶2
D.将两电阻并联接入电路,通电1 min,电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1∶2
3、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.R=10Ω时,电路的电流为0.6A
B.R的最大阻值为20Ω
C.R=15Ω时,电路消耗的功率为1.8W
D.电源电压为5V
4、如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
5、定值电阻R和灯泡L,其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4V电源两端,则R与L消耗的电功率之比为 ;若将R与L并联在2V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
参考答案与深度解析
1. 【答案】D
A(✕)题图中的I-U图像不是一条直线,所以通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比.
B(✕)根据下图中的B点可知,电流为0.3 A时灯泡两端电压小于2.4 V,电功率小于2.4 V×0.3 A=0.72 W.
C(✕)两个相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端,每个灯泡两端的电压为1.2 V,根据上图中的A点可知,电路的电流是0.2 A,所以电路总功率为2.4 V×0.2 A=0.48 W.
D(√)把L和18 Ω的电阻并联在3.6 V的电源两端,则两者两端的电压均为3.6 V,根据上图中的C点可知通过L的电流是0.4 A,通过18 Ω电阻的电流为=0.2 A,总电流为0.4 A+0.2 A=0.6 A,电路总电阻为=6 Ω.
2. 【答案】D 由I-U图像和欧姆定律可得,R1===10 Ω,R2===5 Ω,故A错误.两电阻串联,R串=R1+R2=10 Ω+5 Ω=15 Ω;两电阻并联,则=+,=+,R并= Ω,==,故B错误.在串联电路中,电压之比等于电阻之比,所以U1∶U2=R1∶R2=2∶1,故C错误.两电阻并联,两电阻两端的电压相等,相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2=t∶t=R2∶R1=1∶2,故D正确.
3.【答案】C
【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为:I1===0.6A,则电源电压为:U=U1+I1R0=3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为:I2===0.4A,则电源电压为:U=U2+I2R0=4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
联立①②得,R0=5Ω,U=3V+0.6A×5Ω=6V,故D错误;
(2)由图乙可知滑动变阻器的最大值大于20Ω,故B错误;
(3)R0与R串联接入电路,R=10Ω时,电压表的示数为4V,
此时电路中的电流,故A错误;
(4)当R=15Ω时,电路中总能电阻为:R总=R+R0=15Ω+5Ω=20Ω,则电路消耗的功率为:P===1.8W,故C正确。
4.【答案】 3 10
【解析】[1][2][3]根据电路图可知,和R串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R两端电压;当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时,变阻器R阻值最大,电路中的电流最小,是0.2A,电压是2V,变阻器R的最大阻值是
当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时,电路中只有,变阻器阻值最小,电路中的电流最大,是0.6A,电压是0V,电源电压为
联立①②解得
根据
可知,电阻消耗的最大功率和最小功率取决于电路中电流的最大值和最小值,所以电阻消耗的最大功率和最小功率之比为
5.【答案】 3∶1 1.3
【解析】[1]若将R与L串联在4V电源两端,通过R与L的电流相等,由图可知,此时电路中的电流为0.3A,R两端的电压为3V,L两端的电压为1V,则R与L消耗的电功率之比为
[2]若将R与L并联在2V的电源两端,由图可知,通过R的电流为0.2A,通过L的电流为0.45A,则电路中的总电流为
电路消耗的总功率为
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