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专题强化练6 电阻的U-I图线与电源的U-I图线
1.(多选题)(2024天津耀华中学期中)在如图所示的U-I图像中,线段Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,线段Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路,由图像可知( )
A.R的阻值为1.5 Ω
B.电源电动势为3.0 V
C.电源的内阻为1.0 Ω
D.电阻R消耗的功率为1.5 W
2.(2025江苏常州田家炳中学调研)光电池是一种太阳能电池,具有低级环保的优点。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和电流I的关系图像(电池内阻不是常量),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,则( )
A.电源的电动势为E=5 V
B.电阻两端的电压为U=3 V
C.通过电阻的电流为I=0.4 A
D.电池的内阻为3 Ω
3.(2024四川绵阳期末)如图甲所示,以某型号干电池为电源的电路中,路端电压与电流的关系图线。将2节该型号干电池串联后接入如图乙所示的电路作电源,已知R1=1 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,R4=2 Ω,则理想电压表的示数为( )
A.0.25 V B.0.75 V C.1.25 V D.1.75 V
4.(2024广东肇庆一中期中)如图甲所示电路,在闭合开关S,滑动变阻器的滑片从一端滑动到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两线段所示,不考虑电表对电路的影响。
甲 乙
(1)定值电阻R0及变阻器的总电阻分别为多少?
(2)试求出电源的电动势和内电阻。
答案与分层梯度式解析
专题强化练6 电阻的U-I图线与电源的U-I图线
1.ABD
解题关键 解此题的关键是正确把握以下信息
由题图两图线的交点知,R===1.5 Ω,故A正确;线段Ⅰ在纵轴上的截距表示电源电动势,即E=3.0 V,斜率的绝对值表示电源内阻,即r===1.5 Ω,故B正确,C错误;电阻R消耗的功率P=UI=1.5 W,D正确。
2.B 电源的U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势,则E=4 V,A错误;根据两图线交点处的状态可知,电阻两端的电压为U=3 V,电流为I=0.2 A,B正确,C错误;电池的内阻为r== Ω=5 Ω,D错误。
易错分析 解答本题时易犯的错误是求解电池的内阻时,由于思维定式,利用图线切线的斜率求解,得出错解r= Ω=12.5 Ω。本题中电池的内阻是变化的,应利用闭合电路的欧姆定律求解。
3.B 根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,结合图甲得E0=1.5 V,r0= Ω=1 Ω,可知2节该型号干电池串联后总电动势与总电阻分别为E=2E0=3 V,r=2r0=2 Ω,图乙中,电阻R1与R2串联后与电阻R3并联,再整体与R4串联,图乙电路的干路电流I==0.5 A,电阻R1与R2所在支路两端的电压U并=E-I=1 V,则理想电压表的示数U1==0.75 V,故选B。
4.答案 (1)3 Ω 12 Ω (2)8 V 1 Ω
解析 (1)电压表V1测路端电压,由U=E-Ir可知其示数随电流的增大而减小,故电压表V1示数的变化图像应为BC;由U2=IR0可知电压表V2的示数随电流表示数的变化图像为线段AC。
定值电阻R0== Ω=3 Ω
当I=0.5 A时R外== Ω=15 Ω
变阻器的总电阻R=R外-R0=12 Ω。
(2)根据闭合电路欧姆定律可得
E=7.5 V+0.5r,E=6 V+2r,解得E=8 V,r=1 Ω。
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