2019高考物理一轮复习 微专题系列之热点专题突破 专题47 电源和电阻U-I图像的比较学案.doc

突破47 电源和电阻UI图像的比较电源的UI图像电阻的UI图像图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的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，表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源内阻r电阻大小联系在同一坐标系中，两图线交点坐标(Un，In)表示用该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电路中的电流，即电阻两端电压及其电流；PInUn表示此时电源的输出功率，即此时电阻的实际功率 【典例1】如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。下列说法正确的是()A电池组的内阻是1 B电阻的阻值为0.33 C将该电阻接在该电池组的两端，电池组的输出功率将是 4 WD改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率是4 W【答案】AD【解析】题图中，a图线斜率的绝对值的倒数等于电源的内阻，则电池组的内阻是r 1 ，选项A正确；b图线的斜率的倒数等于电阻R，则R 3 ，选项B错误；由a图线可知，电源的电动势为E4 V，将该电阻接在该电池组的两端，电池组的输出功率将是P2R23 W3 W，选项C错误；改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为Pm W4 W，选项D正确。【典例2】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变化的关系图象(电池电动势不变，内阻不是定值)，图线b是某电阻R的UI图象在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法中正确的是()A. 硅光电池的内阻为8B. 硅光电池的总功率为0.4WC. 硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32WD. 若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大【答案】AC故选AC。【跟踪短训】1.(多选)在如图所示的UI图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图线，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，由图像可知()A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 WD电源的效率为50%【答案】ABC2如图所示，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的路端电压与电流的关系图象，在直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图象电源a、b的电动势分别为Ea、Eb，内阻分别为ra、rb，将电阻R分别接到a、b两电源上，则（ ）A. EaEb ，rarb B. EaEb=rarb C. R接到b电源上，电阻的发热功率得电源的效率都较高D. R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低【答案】ABD【解析】由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，图像与U轴的交点表示电动势，则A的电动势较大，图像的斜率表示内阻，则B电源的内阻r较小，A电源的内阻r较大，两个电源的短路电流相同，故AB正确；电源的热功率P热=I2r，由图看出，R接到b电源上，电路中电流较小，b电源的内阻r较小，所以电源的热功率较低，C错误；当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的UI图线与电源的UI图线的交点表示电阻的工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，两者乘积表示电源的输出功率，由图看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，由上知，电源的效率较低，故D正确。故选ABD课后作业1如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列判断正确的是（）A. 电源电动势E1E2 B. 电源电动势E1=E2C. 电源内阻r1r2 D. 电源内阻r1r2【答案】BD【解析】点睛：根据闭合电路欧姆定律，路端电压U=E-Ir；U-I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，斜率表示内阻(坐标轴交点为原点)2如图所示，是测定两个电源的电动势和内电阻实验中得到的电流和路端电压图线，则应有（ ）A. 当时，电源总功率B. 当时，外电阻C. 当时，电源输出功率D. 当时，电源内部消耗的电功率【答案】AC3某一电源的路端电压与电流的关系、电阻、的电压与电流的关系如图所示，用此电源和电阻、组成电路， 、可以同时接入电路，也可以单独接入电路，为使电源输出功率最大，可采用的接法是A. 将单独接到电源两端B. 将单独接到电源两端C. 将、串联后接到电源两端D. 将、并联后接到电源两端【答案】A【解析】电源图像的纵截距表示电源电动势，则；斜率为电源内阻，则。电阻图像的斜率表示电阻，则， 。电源输出功率最大时，内外电路的电阻相等，则将单独接到电源两端时，电源输出功率最大。故A项正确。点睛：电源输出功率，当内外电路的电阻相等，电源输出功率最大。4如图，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。现用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙。由图像一定能确定的是A. 电阻R1R2B. 电源输出功率P1P2C. 电源内阻消耗的功率Pr1Pr2D. 电源效率12【答案】C5如图所示，直线、分别是电源与电源的路端电压随输出电流变化的特性曲线，曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线，则A. 电源与电源的内阻之比为12：7B. 电源与电源的电动势之比为7：12C. 若该小灯泡分别与电源I和电源II单独连接，则小灯泡的电阻之比为35：24D. 若该小灯泡分别与电源I和电源II单独连接，则电源I和电源II输出功率之比为10：21【答案】AD故选AD6如图所示，直线a为电源的UI图线，直线b为电阻R的UI图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，下列说法中正确的为（）A. 电源的电动势为3 V，其输出功率为2 W，其效率为67%B. 电源的电动势为3 V，其输出功率为4 W，其效率为33.3%C. 电源的内阻为0.5 ，其输出功率为2 W，其效率为67%D. 电源的内阻为0.5 ，其输出功率为4 W，其效率为67%【答案】D【解析】图线a纵截距等于电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，则由图线a可知，电源的电动势为E=3V，内阻r=36=0.5；两图线的交点表示该电源与电阻串联时的工作，此时电路中电流为I=2A，电压为U=2V，输出功率为P=UI=22=4W电源的效率=UIEI100%=23100%67%，故ABC错误，D正确。点睛：本题考查闭合电路欧姆定律的应用，要注意图象中的交点为电阻及电源的工作状态点，则可以直接求出电源的输出电压及电流。7.如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，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中正确的是()A电源的电动势为8 VB电源的内阻为1 C电源输出功率最大值为8 WD电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16 W【答案】BD8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变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。则判断正确的是（ ）A. 在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PCB. b、c线的交点与a、b线的交点的横坐标之比一定为1:2，纵坐标之比一定为1:4C. 电源的最大输出功率Pm=9WD. 电源的电动势E=9V，内电阻r=3【答案】AB【解析】在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC，故A正确；当内