2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題47 電源和電阻U-I圖像的比較學(xué)案.doc

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突破47 電源和電阻UI圖像的比較電源的UI圖像電阻的UI圖像圖形物理意義電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時(shí)電流為零坐標(biāo)U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率坐標(biāo)U、I的比值表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小斜率(絕對(duì)值)電源內(nèi)阻r電阻大小聯(lián)系在同一坐標(biāo)系中，兩圖線交點(diǎn)坐標(biāo)(Un，In)表示用該電源與該電阻組成回路時(shí)的路端電壓和電路中的電流，即電阻兩端電壓及其電流；PInUn表示此時(shí)電源的輸出功率，即此時(shí)電阻的實(shí)際功率 【典例1】如圖所示，a、b分別表示一個(gè)電池組和一只電阻的伏安特性曲線。下列說法正確的是()A電池組的內(nèi)阻是1 B電阻的阻值為0.33 C將該電阻接在該電池組的兩端，電池組的輸出功率將是 4 WD改變外電阻的阻值時(shí)，該電池組的最大輸出功率是4 W【答案】AD【解析】題圖中，a圖線斜率的絕對(duì)值的倒數(shù)等于電源的內(nèi)阻，則電池組的內(nèi)阻是r 1 ，選項(xiàng)A正確；b圖線的斜率的倒數(shù)等于電阻R，則R 3 ，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由a圖線可知，電源的電動(dòng)勢(shì)為E4 V，將該電阻接在該電池組的兩端，電池組的輸出功率將是P2R23 W3 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；改變外電阻的阻值時(shí)，該電池組的最大輸出功率為Pm W4 W，選項(xiàng)D正確?！镜淅?】硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象(電池電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻不是定值)，圖線b是某電阻R的UI圖象在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，下列說法中正確的是()A. 硅光電池的內(nèi)阻為8B. 硅光電池的總功率為0.4WC. 硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32WD. 若將R換成阻值更大的電阻，硅光電池的輸出功率增大【答案】AC故選AC。【跟蹤短訓(xùn)】1.(多選)在如圖所示的UI圖像中，直線為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線為某一電阻R的UI圖線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路，由圖像可知()A電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為0.5 B電阻R的阻值為1 C電源的輸出功率為4 WD電源的效率為50%【答案】ABC2如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，在直線C為電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖象電源a、b的電動(dòng)勢(shì)分別為Ea、Eb，內(nèi)阻分別為ra、rb，將電阻R分別接到a、b兩電源上，則（ ）A. EaEb ，rarb B. EaEb=rarb C. R接到b電源上，電阻的發(fā)熱功率得電源的效率都較高D. R接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低【答案】ABD【解析】由閉合電路歐姆定律U=E-Ir可知，圖像與U軸的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，則A的電動(dòng)勢(shì)較大，圖像的斜率表示內(nèi)阻，則B電源的內(nèi)阻r較小，A電源的內(nèi)阻r較大，兩個(gè)電源的短路電流相同，故AB正確；電源的熱功率P熱=I2r，由圖看出，R接到b電源上，電路中電流較小，b電源的內(nèi)阻r較小，所以電源的熱功率較低，C錯(cuò)誤；當(dāng)電阻R與電源組成閉合電路時(shí)，電阻R的UI圖線與電源的UI圖線的交點(diǎn)表示電阻的工作狀態(tài)，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電壓，橫坐標(biāo)表示電流，兩者乘積表示電源的輸出功率，由圖看出，R接到a電源上，電壓與電流的乘積較大，電源的輸出功率較大，由上知，電源的效率較低，故D正確。故選ABD課后作業(yè)1如圖所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的U-I圖象，則下列判斷正確的是（）A. 電源電動(dòng)勢(shì)E1E2 B. 電源電動(dòng)勢(shì)E1=E2C. 電源內(nèi)阻r1r2 D. 電源內(nèi)阻r1r2【答案】BD【解析】點(diǎn)睛：根據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓U=E-Ir；U-I圖象中與U軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)，與I軸的交點(diǎn)表示短路電流，斜率表示內(nèi)阻(坐標(biāo)軸交點(diǎn)為原點(diǎn))2如圖所示，是測(cè)定兩個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中得到的電流和路端電壓圖線，則應(yīng)有（ ）A. 當(dāng)時(shí)，電源總功率B. 當(dāng)時(shí)，外電阻C. 當(dāng)時(shí)，電源輸出功率D. 當(dāng)時(shí)，電源內(nèi)部消耗的電功率【答案】AC3某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系、電阻、的電壓與電流的關(guān)系如圖所示，用此電源和電阻、組成電路， 、可以同時(shí)接入電路，也可以單獨(dú)接入電路，為使電源輸出功率最大，可采用的接法是A. 將單獨(dú)接到電源兩端B. 將單獨(dú)接到電源兩端C. 將、串聯(lián)后接到電源兩端D. 將、并聯(lián)后接到電源兩端【答案】A【解析】電源圖像的縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，則；斜率為電源內(nèi)阻，則。電阻圖像的斜率表示電阻，則， 。電源輸出功率最大時(shí)，內(nèi)外電路的電阻相等，則將單獨(dú)接到電源兩端時(shí)，電源輸出功率最大。故A項(xiàng)正確。點(diǎn)睛：電源輸出功率，當(dāng)內(nèi)外電路的電阻相等，電源輸出功率最大。4如圖，直線A為電源的UI圖線，直線B和C分別為電阻R1、R2的UI圖線?，F(xiàn)用該電源分別與R1、R2組成閉合電路甲和乙。由圖像一定能確定的是A. 電阻R1R2B. 電源輸出功率P1P2C. 電源內(nèi)阻消耗的功率Pr1Pr2D. 電源效率12【答案】C5如圖所示，直線、分別是電源與電源的路端電壓隨輸出電流變化的特性曲線，曲線是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，則A. 電源與電源的內(nèi)阻之比為12：7B. 電源與電源的電動(dòng)勢(shì)之比為7：12C. 若該小燈泡分別與電源I和電源II單獨(dú)連接，則小燈泡的電阻之比為35：24D. 若該小燈泡分別與電源I和電源II單獨(dú)連接，則電源I和電源II輸出功率之比為10：21【答案】AD故選AD6如圖所示，直線a為電源的UI圖線，直線b為電阻R的UI圖線，用該電源和該電阻組成閉合電路時(shí)，下列說法中正確的為（）A. 電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V，其輸出功率為2 W，其效率為67%B. 電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V，其輸出功率為4 W，其效率為33.3%C. 電源的內(nèi)阻為0.5 ，其輸出功率為2 W，其效率為67%D. 電源的內(nèi)阻為0.5 ，其輸出功率為4 W，其效率為67%【答案】D【解析】圖線a縱截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)，斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻，則由圖線a可知，電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3V，內(nèi)阻r=36=0.5；兩圖線的交點(diǎn)表示該電源與電阻串聯(lián)時(shí)的工作，此時(shí)電路中電流為I=2A，電壓為U=2V，輸出功率為P=UI=22=4W電源的效率=UIEI100%=23100%67%，故ABC錯(cuò)誤，D正確。點(diǎn)睛：本題考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，要注意圖象中的交點(diǎn)為電阻及電源的工作狀態(tài)點(diǎn)，則可以直接求出電源的輸出電壓及電流。7.如圖所示，曲線C1、C2分別是純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。由該圖可知下列說法中正確的是()A電源的電動(dòng)勢(shì)為8 VB電源的內(nèi)阻為1 C電源輸出功率最大值為8 WD電源被短路時(shí)，電源消耗的最大功率可達(dá)16 W【答案】BD8某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的a、b、c所示。則判斷正確的是（ ）A. 在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn)，這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PCB. b、c線的交點(diǎn)與a、b線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之比一定為1:2，縱坐標(biāo)之比一定為1:4C. 電源的最大輸出功率Pm=9WD. 電源的電動(dòng)勢(shì)E=9V，內(nèi)電阻r=3【答案】AB【解析】在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn)，因?yàn)橹绷麟娫吹目偣β蔖E等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr的和，所以這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PC，故A正確；當(dāng)內(nèi)