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1、电源 UI 图象与电阻 UI 图象的比较图象上的特征物理意义电源 UI 图象电阻 UI 图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势 E，与横轴交点表示短路电流Er过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零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每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小图线斜率的绝对值大小内电阻 r电阻大小例 1 在如图 10 所示的 UI 图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图线
2、，直线为某一电阻 R 的 UI 图线用该电源直接与电阻 R 相连组成闭合电路，由图象可知( )图 10A电源的电动势为 3 V，内阻为 0.5 B电阻 R 的阻值为 1 C电源的输出功率为 4 W D电源的效率为 50%解析 由图线可知，电源的电动势为 3 V，内阻为 r0.5 ；由图线可知，电阻 R 的阻值为 1 ，该电源与电阻EI短R 直接相连组成的闭合电路的电流为 I2 A，路端电压 UIR2 V(可由题图读出)，电源的输出功率为 PUI4 ErRW，电源的效率为 100%66.7%，故选项 A、B、C 正确，D 错误UIEI答案 ABC例 2图 7210 【典例 3】 如图 7210
3、所示，直线 A 为电源的 UI 图线，直线 B 和 C 分别为电阻 R1、R2的 UI 图线，用该电源分别与 R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为 P1、P2，电源的效率分别为 1、2，则( )AP1P2 BP1P2 C12 D12，只有 B、C 正确(ErR2)R2rR213答案 BC反思总结 UI 图象的一般分析思路 (1)明确纵、横坐标的物理意义(2)明确图象的截距、斜率及交点的意义(3)找出图线上对应状态的参量或关系式(4)结合相关概念或规律进行分析、计算突破训练 1. 如图 11 所示，直线 A 为电源 a 的路端电压与电流的关系图象；直线 B 为电源 b 的路端电压与电流
4、的关系图象；直线 C 为一个电阻 R 的两端电压与电流的关系图象如果将这个电阻 R 分别接到 a、b 两电源上，那么有( )图 11AR 接到 a 电源上，电源的效率较高BR 接到 b 电源上，电源的输出功率较大CR 接到 a 电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低DR 接到 b 电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高答案 C解析 由题图判断电源 a 的内阻大，在纯电阻电路中电源效率 100%，内阻越大，效率越低；电源的输出RRr功率 PUI 对应图线交点坐标的乘积，只有 C 正确 2如图 7 所示，直线 A 为某电源的 UI 图线，曲线 B 为某小灯泡的 UI 图线的一部分，用该电源和
5、小灯泡组成闭合电路，下列说法中正确的是( )图 7A此电源的内阻为 0.5 B电源的总功率为 10 WC电源的输出功率为 8 W D由于小灯泡的 UI 图线是一条曲线，所以欧姆定律不适用答案 A 解析 由电源的 UI 图线 A 可知，此电源的电动势为 4 V，内阻为 0.5 ，选项 A 正确用该电源和小灯泡组成闭合电路，电源输出电流为 2 A，电源的总功率为 PEI8 W，电源的输出功率为 PUI32 W6 W，选项 B、C 错误虽然小灯泡的 UI 图线是一条曲线，但是欧姆定律仍适用，选项 D 错误【跟踪短训】图 72115如图 7211 所示为两电源的 UI 图象，则下列说法正确的是( )A
6、电源的电动势和内阻均比电源大B当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等C当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等D不论外接多大的相同电阻，电源的输出功率总比电源的输出功率大解析 图线在 U 坐标轴上的截距等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源的内阻，因此 A 正确；作外接电阻 R 的伏安特性曲线分别交电源、的伏安特性曲线于 S1、S2两点(如图所示)，交点横、纵坐标的乘积 IUP 为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两交点 S1、S2横、纵坐标的乘积不可能相等，且电源的输出功率总比电源的输出功率大，故 B 错误、D 正确；电源的效率 ，因此电源内阻不同则电源效率不同，C 错误P
7、出P总I2RI2RrRRr答案 AD6如图 7212 所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是( )图 7212A电源的电动势为 50 VB电源的内阻为 253C电流为 2.5 A 时，外电路的电阻为 15 D输出功率为 120 W 时，输出电压是 30 V 解析 电源的输出电压和电流的关系为：UEIr，显然直线的斜率的绝对值等于 r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出截距为 50 V，斜率的大小等于 r 5 ，A 正确，B 错误；当电流为 I12.5 A 时，由回路中电流 I1，502060ErR外解得外电路的电
8、阻 R外15 ，C 正确；当输出功率为 120 W 时，由题图中 P I 关系图线中看出对应干路电流为 4 A，再从 U I 图线中读取对应的输出电压为 30 V，D 正确答案 ACD9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 变化的图线画在同一坐标系内，如图8 所示，根据图线可知( )图 8A反映 Pr变化的图线是 bB电源电动势为 8 VC电源内阻为 2 D当电流为 0.5 A 时，外电路的电阻为 6 答案 CD 解析 电源的总功率 PEIE，与电流成正比，由 PrI2r 知电源内部的发热功率与电流的平方成正比，A 错误当电流为 2 A 时，电源
9、的总功率与发热功率相等，可得出电源电动势为 4 V，内阻为 2 .当电流为 0.5 A 时，根据闭合电路欧姆定律可得外电路的电阻为 6 ，B 错误，C、D 正确10. (多选)如图 8 所示，直线、分别是电源 1 与电源 2 的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线与直线、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( )图 8A电源 1 与电源 2 的内阻之比是 32B电源 1 与电源 2 的电动势之比是 11C在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 12D在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 710解析：选 AB 根据图像可知，E1E210 V，r1 ，r2 ，所以 r1r232，E1E211，选项 A、B 正确；曲线与其5456他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为 P118.2 W 和 P230 W，小灯泡的电阻分别为 R1 ，R2 ，所以选项 C、D 错误。355256
