閉合電路歐姆定律圖像

閉合電路歐姆定律圖像012閉合電路歐姆定律經(jīng)常涉及到U-I圖像和P-I圖像可知：U-I圖像中，與縱軸的截距為電動勢、與橫軸截距為短路電流、斜率為電源內(nèi)阻根據(jù)閉合電路歐姆定律：U=E-IrUIOEI短θ根據(jù)功率與電流關(guān)系：電源總功率：P電=EI電源內(nèi)功率：P內(nèi)=I2r電源輸出功率：P出=EI-I2rPIO例1、如圖，直線b為電源圖象，直線a為電阻R的圖象，用該電源和該電阻組成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的效率分別是（）A．電源的效率為67% B．電源的輸出功率為4WC．電源的輸出功率為2W D．電源的效率為33.3%解：兩圖像交點含義是：交點縱坐標(biāo)值是路端電壓U、橫坐標(biāo)值是干路電流I。則電源的輸出功率P出=UI=4w。由圖像可得：a的斜率是R=1Ω；b的斜率大小是r=0.5Ω。所以η=67％ABU-I圖像：1：如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U﹣I圖象，下列判斷正確的是（）A．電動勢E1=E2，發(fā)生短路時的電流I1＜I2B．電動勢E1=E2，內(nèi)阻r1＞r2C．電動勢E1＞E2，內(nèi)阻r1＜r2D．當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化大練習(xí)：解：A．U﹣I圖象中與U軸的交點表示電源的電動勢，與I軸的交點表示短路電流，故電動勢E1=E2，發(fā)生短路時的電流I1＞I2，故A錯誤；B、C．U﹣I圖象中與U軸的交點表示電源的電動勢，斜率表示內(nèi)阻，電動勢E1=E2，內(nèi)阻r1＜r2，故B、C錯誤D．電動勢E1=E2，內(nèi)阻r1＜r2，根據(jù)U=E﹣Ir可知，當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化大，故D正確；D2、如圖5所示，U－I圖線上，a、b、c各點均表示該電路中有一個確定的工作狀態(tài)，b點α＝β，則下列說法中正確的是(

)A．在b點時，電源有最大輸出功率B．在b點時，電源的總功率最大C．從a到b時，β角增大，電源的總功率和輸出功率都將增大D．從b到c時，β角增大，電源的總功率和輸出功率都將減小解：A、B：電源的輸出功率P出=UI，由數(shù)學(xué)知識可知，P出等于圖線上的點與兩坐標(biāo)軸所圍圖形的“面積”，由圖可知，在b點時“面積”最大，電源的輸出功率最大，選項A正確；電源的總功率P電=EI，在b點時I不是最大，電源的總功率不是最大。C、D：從A→C時，β角越大，電流越小，電源的總功率越小，但圖線上的點與兩坐標(biāo)軸所圍圖形的“面積”增大，電源輸出功率增大選項C錯誤；從B→C時，β角越大，電流越小，電源的總功率越小，圖線上的點與兩坐標(biāo)軸所圍圖形的“面積”減小，電源的輸出功率減小，選項D正確。AD3、硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點．如圖所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象（電池內(nèi)阻不是常數(shù)），圖線b是某電阻R的U-I圖象．在該光照強度下將它們組成閉合回路時，硅光電池的內(nèi)阻為（

）A.8.0ΩB.10ΩC.12ΩD.12.5Ω解：由歐姆定律得U=E-Ir，當(dāng)I=0時，E=U，由a與縱軸的交點讀出電動勢為E=3.6v．根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知，電阻的電壓為2v，則內(nèi)阻A例2、在如圖1所示的電路中，電源電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計，L1、L2、L3為3個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示．當(dāng)開關(guān)閉合后，下列判斷正確的是（）解決非線性元件問題A．燈泡L1的電阻為12ΩB．通過燈泡L1的電流為燈泡L2電流的2倍C．燈泡L1消耗的電功率為0.75WD．燈泡L2消耗的電功率為0.30W解：A、C：當(dāng)開關(guān)閉合后，燈泡L1的電壓U1=3V，由圖讀出其電流I1=0.25A，則燈泡L1的電阻R1=U1/I1=12Ω，功率P1=U1I1=0.75W，故A正確，C正確；B、D：燈泡L2、L3串聯(lián)，電壓U2=U3=1.5V，由圖讀出其電流I2=I3=0.20A，燈泡L2、L3的功率均為P=UI=1.5V×0.20A=0.30W，故B錯誤，D正確；ACD1、如圖甲所示的電路中，a、b、c是三個完全相同的燈泡，已知燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，已知圖線過點（0.4，0.125），閉合電鍵后流過電源的電流為0.25A，則下列說法正確的是（）練習(xí)：A．燈泡a兩端的電壓為b兩端的電壓的2倍B．燈泡a的功率為0.75WC．燈泡b的阻值為12ΩD．燈泡a、b的電功率之比為4：1解：A、b和c并聯(lián)后與a串聯(lián)，b和c的電壓相同，則電流也相同，a的電流為b電流的2倍，由于燈泡是非線性元件，所以a的電壓不是b電壓的2倍，故A錯誤；B、根據(jù)圖象可知，當(dāng)電流為0.25A時，電壓U=3V，所以P=UI=0.75W，故B正確；C、b的電流為0.125A，由圖可知，此時b的電壓0.4V，根據(jù)歐姆定律可知，b的電阻Rb=，故C錯誤；D、根據(jù)P=UI可知，a消耗的功率，b消耗的電功率P2=0.125×0.4=0.05W，所以a、b消耗的電功率的比值為大于4；1，故D錯誤B2、如圖所示，圖甲中M為一電動機，當(dāng)滑動變阻器R的觸頭從左端滑到右端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示．已知電流表讀數(shù)在0.24以下時，電動機沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動．不考慮電表對電路的影響，以下判斷正確的是（）A．電路中電源電動勢為3.4VB．電動機的輸出功率最大為0.54WC．電動機的內(nèi)阻為2ΩD．變阻器向右滑動時，V2讀數(shù)逐漸減小解：A、由電路圖甲知，電壓表V2測量路端電壓，電流增大時，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以最上面的圖線表示V2的電壓與電流的關(guān)系．此圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，r=(3.4-3.0)/0.2=2Ω。當(dāng)電流I=0.1A時，U=3.4V，則電源的電動勢E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V，故A錯誤BC、由圖可知，電動機的電阻rM=(0.8-0.4)/0.1=4Ω。當(dāng)I=0.3A時，U=3V，電動機輸出功率最大，最大為P=UI﹣I2rM=3V×0.3A﹣（0.3A）2×4Ω=0.54W，故B正確，C錯誤；D、變阻器向右滑動時，R阻值變大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，則V2讀數(shù)逐漸增大，故D錯誤B例3、如圖所示，曲線C1、C2分別是純直流電路中，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正確的是（）P-I圖像問題A．電源的電動勢為4VB．電源的內(nèi)阻為1ΩC．電源被短路時，電源消耗的功率為16WD．電源輸出功率最大值為8W解：ABD、根據(jù)圖象可以知道，曲線C1、C2的交點的位置，此時的電路的內(nèi)外的功率相等，由于電路的電流也相等的，所以此時的電源的內(nèi)阻和外電阻的大小是相等的，即此時的電源的輸出的功率是最大的，由圖可知電源輸出功率最大值為4W，所以D錯誤；根據(jù)P=I2R=I2r可知，當(dāng)輸出功率最大時，P=4W，I=2A，所以R=r=1Ω，所以B正確；由于E=I（R+r）=2×（1+1）=4V，所以電源的電動勢為4V，所以A正確C、當(dāng)電源被短路時，電源消耗的最大功率P大=U2/r=16W，所以C正確．ABC1、如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨著電流I變化的圖線，拋物線OBC為該直流電源內(nèi)部的熱功率Pr隨電流I變化的圖線，A、B兩點對應(yīng)的橫坐標(biāo)為2A，則下面說法中正確的有（）練習(xí)：A．電源電動勢為3V