内容正文:
高二物理暑期能力提升
专题11 电路图像
【方法解读】
1 .I-U图线与U-I图线的对比
2 .对U-I图像和I-U图像的理解(如图甲、乙所示)
(1)图中Ra>Rc,Rd<Rf。
(2)图线b上的点与O点连线的斜率不断变小,电阻不断变小;图线e上的点与O点连线的斜率不断变大,电阻不断变小。
注意:b、e表示非线性元件,应根据R=计算某点的电阻,而不是根据该点切线的斜率(或斜率的倒数)计算电阻。
3 电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较
电源U-I图像
电阻U-I图像
图像
物理意义
电源的路端电压随电路中电流的变化关系
电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系
截距
与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流
过坐标原点,表示电流为零时电阻两端的电压为零
图线斜率的绝对值
电源内阻r
电阻大小(电阻为纯电阻)
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
表示电阻的大小,每一点对应的比值均等大
【例1】 (2025·北京市朝阳区期末)如图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,电流表、电压表均为理想电表。改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线a、图线b分别画在图乙所示的坐标系中。下列选项正确的是( )
A.图线a对应电压表 V1
B.定值电阻为4 Ω
C.电源电动势大小为12 V
D.电源内阻为2 Ω
答案 C
解析 电压表 V1测量路端电压,则图线b对应电压表 V1,图线a对应电压表 V2,选项A错误;由图线a可得定值电阻R2==2 Ω,选项B错误;由图线b可得电源内阻为r=||= Ω=4 Ω,选项D错误;由题图乙可知,a、b两图线相交时R1=0,I=2 A,路端电压U=4 V,此时E=U+Ir=(4+2×4) V=12 V,故选项C正确。
【例2】 (2025·江苏常州市检测)在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5,0.75),该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0,0),用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路,由图像可知( )
A.电源电动势为2.0 V
B.电源内阻为0.5 Ω
C.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω
D.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
答案 D
解析 根据题意,由闭合电路欧姆定律有
U=E-Ir
代入题中数据有0.75=E-1.5r
0=E-2.0r
解得E=3.0 V,r=1.5 Ω,故A、B错误;根据题意可知,当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时,灯泡L两端的电压为0.75 V,流过灯泡的电流为1.5 A,由欧姆定律可得,小灯泡L接入电源时的电阻为RL==0.5 Ω
小灯泡L实际消耗的电功率为P=UI=1.125 W,故C错误,D正确。
【总结提升】
在同一坐标系中画出电源的U-I图像与电阻的U-I图像,两图像的交点表示电阻的实际工作点,即交点的纵坐标表示实际工作电压,横坐标表示实际工作电流,乘积表示实际功率。
【针对性训练】
1 .(2025·河南信阳市检测)如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线,图中α=45°,关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻a的阻值随电流的增大而增大
B.因I-U图像的斜率表示电阻的倒数,故电阻b的阻值R= Ω=1 Ω
C.在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值
D.在两图线交点处电阻a的阻值是电阻b的阻值的2倍
答案 C
解析 I-U图像上的点的横坐标与纵坐标之比表示在该点时的电阻,由题图可知,电阻a的阻值随电流的增大而减小,选项A错误;在I-U图像上,由于横、纵坐标轴的长度单位不同,则不能由R= Ω=1 Ω求解电阻b的阻值,只能通过R== Ω=2 Ω求解,选项B错误;根据R=可知在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值,选项C正确,D错误。
2.(2026·江苏南京市检测)在图甲所示的电路中,电源的电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
B.灯泡L2的电阻为12 Ω
C.灯泡L3的功率为0.375 W
D.电路总功率为1.35 W
答案 D
解析 电源的电动势为3.0 V,内阻不计,路端电压为U1=3.0 V,L2、L3两端的电压相等,则U2=U3=1.5 V,由题图乙可知,通过L2、L3的电流为I2=I3=0.20 A,通过L1的电流为I1=0.25 A,则=1.25,A错误;由欧姆定律可得R2==7.5 Ω,B错误;灯泡L3的功率为P3=U3I3=0.3 W,C错误;电路总功率为P=E(I1+I2)=1.35 W,D正确。
3.(2026·黑龙江哈尔滨市期中)如图所示,在U-I图像中直线a为某电源的路端电压与电流的关系,直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,则下列说法正确的是( )
A.该电源的电动势为4 V
B.该电源的内阻为3 Ω
C.电阻R的阻值为2 Ω
D.该电源的输出功率为4 W
答案 D
解析 根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,结合直线a可知,该电源的电动势为6 V,电源的内阻为r=||= Ω=2 Ω,故A、B错误;根据题图中直线b可知,电阻R的阻值为R== Ω=4 Ω,故C错误;交点坐标表示闭合电路的电流和电阻R两端的电压,电源的输出功率为P出=UI=4×1 W=4 W,故D正确。
4 (2024·广西卷,6)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为( )
A.2∶3 B.2∶1
C.5∶3 D.1∶3
答案 B
解析 根据电阻定律R=ρ和欧姆定律I=可得,ΔU=I·ΔR,整理可得ρ=·,结合题图可知导体L1、L2的电阻率之比,故B正确。
5.如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线,图中α=45°,关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻a的阻值随电流的增大而增大
B.因I-U图线的斜率表示电阻的倒数,故电阻b的阻值R==1.0 Ω
C.在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值
D.在电阻b两端加2 V电压时,流过电阻的电流是4 A
答案 C
解析 I-U图线上的点与坐标原点连线的斜率的倒数表示电阻,由题图可知,电阻a图线上的点与坐标原点连线的斜率不断增大,其电阻不断减小,所以电阻a的阻值随电流的增大而减小,故A错误;由于横纵坐标轴的长度单位不同,则不能由R==1.0 Ω求解电阻b的阻值,只能通过R= Ω=2 Ω求解,故B错误;根据R=可知在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值,故C正确;根据欧姆定律可得I= A=1 A,故D错误。
6 .(多选)(2025·山东菏泽一中高三联考)如图所示,图线1表示电阻为R1的导体A的伏安特性曲线,图线2表示电阻为R2的导体B的伏安特性曲线,导体A、B为均匀圆柱体。则下列说法正确的是( )
A.把B均匀拉长为原来的2倍后其电阻将变为6 Ω
B.将A与B并联后接在电源上,二者消耗的功率之比P1∶P2=3∶1
C.R1的阻值为2 Ω,R2的阻值为 Ω
D.将A与B串联后接在电源上,二者的电压之比U1∶U2=3∶1
答案 AB
解析 根据I-U图像可知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1=0.5 Ω,R2=1.5 Ω,故C错误;若把B拉长为原来的2倍后,横截面积变为原来的,根据电阻定律可知,电阻变为原来的4倍,即电阻变为6 Ω,故A正确;并联电路电压相等,所以将A与B并联后接在电源上,通过二者的功率之比为,故B正确;串联电路电流相等,电压之比等于电阻之比,所以,故D错误。
7 .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0.2 Ω
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
答案 D
解析 根据图像可知,电阻A的伏安特性曲线为直线,所以电阻A是线性元件,其阻值RA= Ω=5 Ω,故A错误;电阻B的伏安特性曲线为曲线,因此电阻B为非线性元件,曲线上各点与原点连线的斜率的倒数表示其电阻;根据图像可知,曲线上各点与原点连线的斜率逐渐增大,所以电阻B的阻值随着所加电压的增大,阻值减小,故B、C错误;两条图线的交点,所对应的I和U相等,根据电阻的定义式R=可知,此时电阻A的阻值等于电阻B的阻值,故D正确。
8 (2025·山西太原高三期末)如图所示,图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和干路电流I的关系图像,电池内阻不是常量。图线b是某光敏电阻的U-I图像,虚直线c为图线a过P点的切线,在该光照强度下将它们组成闭合回路时( )
A.太阳能电池的电动势为6 V
B.光敏电阻的功率为1 W
C.光敏电阻的阻值为40 Ω
D.太阳能电池的内阻为5 Ω
答案 D
解析 由闭合电路欧姆定律可得,当电流为0时,图线a的纵截距表示电源电动势,所以E=5 V,故A错误;由题图可知在某光照强度下将它们组成闭合回路时,光敏电阻两端电压为U=4 V,通过的电流为I=0.2 A,则光敏电阻的阻值为R= Ω=20 Ω,故C错误;光敏电阻的功率为P=UI=0.8 W,故B错误;太阳能电池的内阻为r==5 Ω,故D正确。
9 .如图所示的U-I图像中,直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系,直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是( )
A.电阻R1、R2的阻值之比为4∶3
B.该电源的电动势为6 V,内阻为3 Ω
C.只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为6 W
D.只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率之比为1∶1
答案 D
解析 根据图像得R1= Ω=4 Ω,R2= Ω=2 Ω,电阻R1、R2的阻值之比为2∶1,A错误;该电源的电动势为6 V,内阻为r= Ω=2 Ω ,B错误;只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为P1=4×1 W=4 W,C错误;只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率分别为P内=I2r,P外=I2R2,解得P内∶P外=1∶1,D正确。
10 .(多选)(2025·北京海淀高三期末)有甲、乙两个电源,其路端电压U与通过电源的电流I的关系图像如图所示。将一个6 Ω的定值电阻分别与甲、乙电源的两极相接,下列说法正确的是( )
A.接电源乙时,路端电压较大
B.接电源甲时,电路的总功率较大
C.接电源甲时,定值电阻消耗的功率较大
D.接电源乙时,电源的效率较高
答案 AD
解析 由题图可知,E甲=E乙=6.0 V,当电源与电阻直接相连时,电源和电阻的U-I图线交点表示该电阻的工作状态,其横坐标表示电路中的电流,纵坐标表示路端电压,如图所示,电阻与电源乙相连时,路端电压较大,电路中的电流较大,A正确;由P总=EI及PR=I2R得接电源乙时电路的总功率大,定值电阻消耗的功率大,B、C错误;电源的效率η=×100%=×100%,电阻接到电源乙上路端电压大,电源的效率较高,D正确。
11.(2025·河北高三期末)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是( )
A.电源的电动势E=3 V,内阻r=0.5 Ω
B.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2,纵坐标之比一定为1∶2
C.电源的最大输出功率Pm=9 W
D.在a、b、c三条图线上分取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC
答案 D
解析 由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI和Pr=I2r可知,a是直线,表示的是电源消耗的总电功率,b是抛物线,表示的是电源内电阻上消耗的功率,c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR,由图可知,当短路时,电流为3 A,总功率P=9 W,由P=EI可知E=3 V,内阻r=1 Ω,故A错误;当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时即为b、c线的交点时的电流,此时电流的大小为I==1.5 A,最大输出功率的大小为Pm==2.25 W,a、b线的交点表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等,此时只有电源的内电阻,所以电流为I'==3 A,功率为P'==9 W,则横坐标之比为1∶2,纵坐标之比为1∶4,故B、C错误;在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr之和,所以这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC,故D正确。
12(2025·贵州六盘水期末)如图所示的I-U图像中,直线Ⅰ为通过电阻R的电流与其两端电压的关系图线,直线Ⅱ为电源E的电流与路端电压的关系图线。下列说法正确的是( )
A.电源内阻大小为
B.电阻R的阻值为
C.Ⅰ、Ⅱ交点坐标表示的是电阻R接在电源E两端时电源的内电压及电流
D.图中阴影部分的面积表示把电阻R接在此电源两端时,电源内部消耗的功率为ab
答案:D
解析:根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir,可得I=-·U,可知直线Ⅱ斜率的绝对值等于电源内阻的倒数,则有==,解得电源内阻大小为r=,故A错误;根据部分电路欧姆定律可知,直线Ⅰ的斜率等于电阻R的倒数,则有=,解得R=,故B错误;Ⅰ、Ⅱ交点坐标表示的是电阻R接在电源E两端时电源的外电压及电流,故C错误;直线Ⅱ的纵轴截距为=3b,解得电源电动势为E=3br=3a,把电阻R接在此电源两端时,由题图中交点可知,此时电流为b,外电压为2a,则电源内部消耗的功率为Pr=U内I=(E-U外)I=(3a-2a)b=ab,故D正确。
13 〔多选〕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变化的图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5.2,3.5)、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
答案 ABC
解析: 在电源的U-I图像中,图像的斜率的绝对值表示电源的内电阻,根据电源U-I图线,可知电源1、电源2的内阻分别为r1== Ω= Ω,r2== Ω= Ω,则有r1∶r2=3∶2,故A正确;U-I图像的纵轴截距表示电动势,所以E1=E2=10 V,故B正确;灯泡的U-I图线与电源外电路图线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态,则连接电源1时,则有U1=3.5 V,I1=5.2 A,故灯泡消耗的功率为P1=U1I1=18.2 W,灯泡的电阻R1== Ω= Ω,连接电源2时,则有U2=5 V,I2=6 A,故灯泡消耗的功率P2=U2I2=30 W,灯泡的电阻R2== Ω,则有P1∶P2=91∶150,R1∶R2=21∶26,故C正确,D错误。
14.如图甲所示,电路中电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.L1中的电流为L2中电流的2倍
B.L3的电阻约为1.875 Ω
C.L3的电功率约为0.75 W
D.L2和L3的总功率约为3 W
答案 B
解析: 由于不计电源内阻,所以L1两端电压为3 V,L2和L3两端的电压均为U=1.5 V,由题图乙可知,此时通过L1的电流为1.0 A,通过L2和L3的电流为I=0.8 A,所以L1中的电流不是L2中电流的2倍,A错误;L3的电阻R==1.875 Ω,B正确;L3的电功率P=UI=1.5×0.8 W=1.2 W,C错误;L2和L3的总功率P'=2P=2.4 W,D错误。
15 如图甲所示电路中,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。实验时从最左端向最右端拨动滑片调节R1的阻值,得到各组理想电压表和理想电流表的数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出的U-I图像如图乙所示。求:
(1)(3分)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻R2消耗的功率最大;
(2)(7分)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器R1消耗的功率最大;
(3)(4分)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大。
答案 (1)0 (2) Ω (3) Ω
解析 (1)由闭合电路欧姆定律得电阻R2消耗的功率P2=I2R2=R2,
即R1=0时,流过R2的电流最大,此时R2消耗的功率最大
(2)根据题意可知,当滑动变阻器滑片在最右端时有R2== Ω
滑动变阻器滑片在最左端时有R1m+R2=
解得R1m= Ω
由题图乙可知E=U1+I1r
E=U2+I2r
联立解得r=5 Ω,E=2.5 V
R1消耗的功率最大,此时可将R2看成电源的内电路中的电阻,此时的等效内阻为
r'=R2+r= Ω
当R1=r'时,等效电源的输出功率最大,
则R1= Ω
(3)由输出功率有
P出=R外=
由此可知,当R外=r时,电源的输出功率最大,此时滑动变阻器阻值为R1=r-R2
解得R1= Ω。
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高二物理暑期能力提升
专题11 电路图像
【方法解读】
1 .I-U图线与U-I图线的对比
2 .对U-I图像和I-U图像的理解(如图甲、乙所示)
(1)图中Ra>Rc,Rd<Rf。
(2)图线b上的点与O点连线的斜率不断变小,电阻不断变小;图线e上的点与O点连线的斜率不断变大,电阻不断变小。
注意:b、e表示非线性元件,应根据R=计算某点的电阻,而不是根据该点切线的斜率(或斜率的倒数)计算电阻。
3 电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较
电源U-I图像
电阻U-I图像
图像
物理意义
电源的路端电压随电路中电流的变化关系
电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系
截距
与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流
过坐标原点,表示电流为零时电阻两端的电压为零
图线斜率的绝对值
电源内阻r
电阻大小(电阻为纯电阻)
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
表示电阻的大小,每一点对应的比值均等大
【例1】 (2025·北京市朝阳区期末)如图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,电流表、电压表均为理想电表。改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线a、图线b分别画在图乙所示的坐标系中。下列选项正确的是( )
A.图线a对应电压表 V1
B.定值电阻为4 Ω
C.电源电动势大小为12 V
D.电源内阻为2 Ω
【例2】 (2025·江苏常州市检测)在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5,0.75),该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0,0),用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路,由图像可知( )
A.电源电动势为2.0 V
B.电源内阻为0.5 Ω
C.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω
D.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
【总结提升】
在同一坐标系中画出电源的U-I图像与电阻的U-I图像,两图像的交点表示电阻的实际工作点,即交点的纵坐标表示实际工作电压,横坐标表示实际工作电流,乘积表示实际功率。
【针对性训练】
1 .(2025·河南信阳市检测)如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线,图中α=45°,关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻a的阻值随电流的增大而增大
B.因I-U图像的斜率表示电阻的倒数,故电阻b的阻值R= Ω=1 Ω
C.在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值
D.在两图线交点处电阻a的阻值是电阻b的阻值的2倍
2.(2026·江苏南京市检测)在图甲所示的电路中,电源的电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
B.灯泡L2的电阻为12 Ω
C.灯泡L3的功率为0.375 W
D.电路总功率为1.35 W
3.(2026·黑龙江哈尔滨市期中)如图所示,在U-I图像中直线a为某电源的路端电压与电流的关系,直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,则下列说法正确的是( )
A.该电源的电动势为4 V
B.该电源的内阻为3 Ω
C.电阻R的阻值为2 Ω
D.该电源的输出功率为4 W
4 (2024·广西卷,6)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为( )
A.2∶3 B.2∶1
C.5∶3 D.1∶3
5.如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线,图中α=45°,关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻a的阻值随电流的增大而增大
B.因I-U图线的斜率表示电阻的倒数,故电阻b的阻值R==1.0 Ω
C.在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值
D.在电阻b两端加2 V电压时,流过电阻的电流是4 A
6 .(多选)(2025·山东菏泽一中高三联考)如图所示,图线1表示电阻为R1的导体A的伏安特性曲线,图线2表示电阻为R2的导体B的伏安特性曲线,导体A、B为均匀圆柱体。则下列说法正确的是( )
A.把B均匀拉长为原来的2倍后其电阻将变为6 Ω
B.将A与B并联后接在电源上,二者消耗的功率之比P1∶P2=3∶1
C.R1的阻值为2 Ω,R2的阻值为 Ω
D.将A与B串联后接在电源上,二者的电压之比U1∶U2=3∶1
7 .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0.2 Ω
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
8 (2025·山西太原高三期末)如图所示,图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和干路电流I的关系图像,电池内阻不是常量。图线b是某光敏电阻的U-I图像,虚直线c为图线a过P点的切线,在该光照强度下将它们组成闭合回路时( )
A.太阳能电池的电动势为6 V
B.光敏电阻的功率为1 W
C.光敏电阻的阻值为40 Ω
D.太阳能电池的内阻为5 Ω
9 .如图所示的U-I图像中,直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系,直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是( )
A.电阻R1、R2的阻值之比为4∶3
B.该电源的电动势为6 V,内阻为3 Ω
C.只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为6 W
D.只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率之比为1∶1
10 .(多选)(2025·北京海淀高三期末)有甲、乙两个电源,其路端电压U与通过电源的电流I的关系图像如图所示。将一个6 Ω的定值电阻分别与甲、乙电源的两极相接,下列说法正确的是( )
A.接电源乙时,路端电压较大
B.接电源甲时,电路的总功率较大
C.接电源甲时,定值电阻消耗的功率较大
D.接电源乙时,电源的效率较高
11.(2025·河北高三期末)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是( )
A.电源的电动势E=3 V,内阻r=0.5 Ω
B.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2,纵坐标之比一定为1∶2
C.电源的最大输出功率Pm=9 W
D.在a、b、c三条图线上分取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC
12(2025·贵州六盘水期末)如图所示的I-U图像中,直线Ⅰ为通过电阻R的电流与其两端电压的关系图线,直线Ⅱ为电源E的电流与路端电压的关系图线。下列说法正确的是( )
A.电源内阻大小为
B.电阻R的阻值为
C.Ⅰ、Ⅱ交点坐标表示的是电阻R接在电源E两端时电源的内电压及电流
D.图中阴影部分的面积表示把电阻R接在此电源两端时,电源内部消耗的功率为ab
13 〔多选〕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变化的图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5.2,3.5)、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
14.如图甲所示,电路中电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.L1中的电流为L2中电流的2倍
B.L3的电阻约为1.875 Ω
C.L3的电功率约为0.75 W
D.L2和L3的总功率约为3 W
15 如图甲所示电路中,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。实验时从最左端向最右端拨动滑片调节R1的阻值,得到各组理想电压表和理想电流表的数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出的U-I图像如图乙所示。求:
(1)(3分)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻R2消耗的功率最大;
(2)(7分)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器R1消耗的功率最大;
(3)(4分)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大。
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