闭合电路欧姆定律图像.ppt
辽宁“和教育”名师直播课,高一年级 物理 2017年8月,01,2,闭合电路欧姆定律经常涉及到U-I图像和P-I图像,可知：U-I图像中，与纵轴的截距为电动势、与横轴截距为短路电流、斜率为电源内阻,根据闭合电路欧姆定律：U=E-Ir,E,I短,根据功率与电流关系：,电源总功率：P电=EI,电源内功率：P内=I2r,电源输出功率：P出=EI-I2r,例1、如图，直线b为电源图象，直线a为电阻R的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是（）,A电源的效率为67%B电源的输出功率为4WC电源的输出功率为2WD电源的效率为33.3%,解：两图像交点含义是：交点纵坐标值是路端电压U、横坐标值是干路电流I。则电源的输出功率P出=UI=4w。,由图像可得：a的斜率是R=1；b的斜率大小是 r=0.5。所以=67,AB,U-I图像：,1：如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的UI图象，下列判断正确的是（）,A电动势E1=E2，发生短路时的电流I1I2B电动势E1=E2，内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1r2D当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大,练习：,解：AUI图象中与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，故电动势E1=E2，发生短路时的电流I1I2，故A错误；,B、CUI图象中与U轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，电动势E1=E2，内阻r1r2，故B、C错误,D电动势E1=E2，内阻r1r2，根据U=EIr可知，当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大，故D正确；,D,2、如图5所示，UI图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点，则下列说法中正确的是(),A在b点时，电源有最大输出功率B在b点时，电源的总功率最大C从a到b时，角增大，电源的总功率和输出功率都将增大D从b到c时，角增大，电源的总功率和输出功率都将减小,解：A、B：电源的输出功率P出=UI，由数学知识可知，P出等于图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”，由图可知，在b点时“面积”最大，电源的输出功率最大，选项A正确；电源的总功率P电=EI，在b点时I不是最大，电源的总功率不是最大。,C、D：从AC时，角越大，电流越小，电源的总功率越小，但图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”增大，电源输出功率增大选项C错误；从BC时，角越大，电流越小，电源的总功率越小，图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”减小，电源的输出功率减小，选项D正确。,AD,3、硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的U-I图象在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（）,A.8.0 B.10 C.12 D.12.5,解：由欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6v根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为2v，则内阻,A,例2、在如图1所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图2所示当开关闭合后，下列判断正确的是（）,解决非线性元件问题,A灯泡L1的电阻为12B通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍C灯泡L1消耗的电功率为0.75WD灯泡L2消耗的电功率为0.30W,解：A、C：当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻R1=U1/I1=12，功率P1=U1I1=0.75W，故A正确，C正确；,B、D：灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图读出其电流I2=I3=0.20A，灯泡L2、L3的功率均为P=UI=1.5V0.20A=0.30W，故B错误，D正确；,ACD,1、如图甲所示的电路中，a、b、c是三个完全相同的灯泡，已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，已知图线过点（0.4，0.125），闭合电键后流过电源的电流为0.25A，则下列说法正确的是（）,练习：,A灯泡a两端的电压为b两端的电压的2倍B灯泡a的功率为0.75 WC灯泡b的阻值为12D灯泡a、b的电功率之比为4：1,解：A、b和c并联后与a串联，b和c的电压相同，则电流也相同，a的电流为b电流的2倍，由于灯泡是非线性元件，所以a的电压不是b电压的2倍，故A错误；,B、根据图象可知，当电流为0.25A时，电压U=3V，所以P=UI=0.75W，故B正确；,C、b的电流为0.125A，由图可知，此时b的电压0.4V，根据欧姆定律可知，b的电阻Rb=，故C错误；,D、根据P=UI可知，a消耗的功率，b消耗的电功率P2=0.1250.4=0.05W，所以a、b消耗的电功率的比值为 大于4；1，故D错误,B,2、如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从左端滑到右端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示已知电流表读数在0.24以下时，电动机没有发生转动不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（）,A电路中电源电动势为3.4VB电动机的输出功率最大为0.54WC电动机的内阻为2D变阻器向右滑动时，V2读数逐渐减小,解：A、由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系此图线的斜率大小等于电源的内阻，r=(3.4-3.0)/0.2=2。当电流 I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势 E=U+Ir=3.4+0.12V=3.6V，故A错误,BC、由图可知，电动机的电阻rM=(0.8-0.4)/0.1=4。当I=0.3A时，U=3V，电动机输出功率最大，最大为 P=UII2rM=3V0.3A（0.3A）24=0.54W，故B正确，C错误；,D、变阻器向右滑动时，R阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，则V2读数逐渐增大，故D错误,B,例3、如图所示，曲线C1、C2分别是纯直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线，由该图可知下列说法正确的是（）,P-I图像问题,A电源的电动势为4VB电源的内阻为1C电源被短路时，电源消耗的功率为16WD电源输出功率最大值为8W,解：ABD、根据图象可以知道，曲线C1、C2的交点的位置，此时的电路的内外的功率相等，由于电路的电流也相等的，所以此时的电源的内阻和外电阻的大小是相等的，即此时的电源的输出的功率是最大的，由图可知电源输出功率最大值为4W，所以D错误；根据P=I2R=I2r可知，当输出功率最大时，P=4W，I=2A，所以R=r=1，所以B正确；由于E=I（R+r）=2（1+1）=4V，所以电源的电动势为4V，所以A正确,C、当电源被短路时，电源消耗的最大功率P大=U2/r=16W，所以C正确,ABC,1、如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随着电流I变化的图线，抛物线OBC为该直流电源内部的热功率Pr随电流I变化的图线，A、B两点对应的横坐标为2A，则下面说法中正确的有（）,练习：,A电源电动势为3V，内电阻为1 BAB纵坐标差为2WC电流为2A时，外电阻为0.5 D电流为3A时，外电阻为2,ABC,总结：,1、图像是解决闭合电路欧姆定律问题的钥匙。,2、要深挖图像，并充分利用图像的含义解题往往会得到事半功倍的效果。,3、图像是物理学中不可或缺的重要组成部分，希望同学们平时注意总结和积累。掌握图像工具，熟练运用图像解题。,
