U-I图象和ΔU-ΔI的物理意义及题型总结

1、两种U-I图象的比较及应用UUUU15研究对象一个导体的UI-1关系， 也叫外电阻的伏安特性 曲线一个完整电路的UI关系， 也叫电源的伏安特性曲线1图象形状图象A （线性定值电阻）、图象BC （非线性变化电 阻）D2 相关公式I=U/RU=E-Ir3 横坐标的物理意 义通过电阻的电流电源的输出电流4 纵坐标的物理意 义导体两端的电压电源的路端电压5横截距的物理意义短路时的电流大小6 纵截距的物理意 义电源的电动势大小7 斜率的物理意义该电阻的大小，R=U/I电源的内阻大小，求内阻时最好用 r=AU/AI8坐标乘积的意义该电阻消耗的电功率电源的输出功率或外电路的功率一9图像形状的决定因素仅仅由导

2、体本身决定，与 其两端电压和流过的电流无 关。仅由电源的电动势和内阻决定，与外电路无关。01两尖图像交点的意义导体与电源（或等效电源）串联时，交点的横坐标表示流过电源（或等效电源）或导体的电流；交点的纵坐标表示电源（或等效电源）的路 端电压或导体两端的电压； 交点横纵坐标的乘积表示电源（或等效电源）的输出功率或此时导体消耗的功率。例1.如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线。则：这只定值电阻的阻值为多少欧姆蓄电池组的内阻是多少欧姆若用该电源向定值电阻供电，则电源的总功率和电阻上消耗的电功率各是多少例2.如下左图是某电源的伏安特性曲线，则该电源

3、的电动势是多少内阻是多少电源的短路电流是多少例3.如上图甲所示的电路，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表nUQu随电流表A读数变化的两条实验图象，如上图乙所示。关于这两条图象有:A图象b的延长线不一定过坐标原点 O。B、图象 a的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源的电动势。C图象a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电源 的输出功率。H图象a、b交点的横坐标和纵坐标值的 乘积等于电阻R0消耗的电功率。例4.某额定电压为8V的灯泡的伏安特性曲线I3I针对训练通过各只电阻的电流强度)无法判断论是222UUUU,ICABD9IU1.00.80.6 0.4 0.2()A4W 8W

4、4W 6W4.某金属的电阻值对温度非常B C D用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是B为灯泡电阻的U-I发生相同的电流变化时，电源2的路端电压变化较大。AB表示的功率为 2W一位有效数字）提示：画出等效电源的伏安特性曲线，该曲线和灯泡的伏安特性曲线的交 点的横坐标为流过灯泡的实际电流。2，1 .如图所示的4种导电器件的伏安特性曲线中，满足欧姆定律的是卜列的各UI图线中可能表示该金属电阻的UI图线是横坐标为2A,则下面说法中正确的有：A.电源电动势为3v,内电阻为10。B.C.电流为2A时，外电路电阻为白。 D.电流为3A时，外电路电阻为 2 a。 U /V2 4

5、6 8103加图为两个电源的U I关系 飕L由图像时以得出的正确结7.如图所示，甲乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流 系图象，下列说法中正确的是：A路端电压为 U时，它们的外电阻相等。R电流都是Io时，两电源的内电压相等。G电源甲的电动势大于电源乙的电动势。1 > I 2 ；2 ID. 2W 3W(A)I 1>I2>I3>I4(B) I 1=I 2=I 3=I 4(C) I 1<I2<I3<I4(D)A .电动势£ 1 = £ 2 ,发生短路时的电流I6.如图所示，直线A为电源的U-I5.如图9所示，直线OAE某一直流电源的

6、总功率 抛物线OBC为该直流电源内部的热功率 Pr随电流IB. 2W 4W C内电阻r !>内电阻r i<电动势e 1= 电动势e2.如右上图所示，是四只电阻的I U图像，这四只电阻并联起来使用时E=8V,实际电流为的电源上，则通过该灯的I / AA （保留一位有效数字），该灯的实际电功率为内阻r=1W（保留如图所示，若将它与一个 R=7 的定值电阻串联后接在电动势RU-I图线，b是电阻的U-I图线，则，这个电源的内电阻 r等于多9.如图所示的图象，a是某电源的发生变化，电表的示数分别用 表示.下列比值正确的是（I、U、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用AI、A U、A U

7、和 A U3AU/I不变，AUi/A I不变BGU/I变大，AU/A I不变D、U2/I变大，A U/ A I变大、U/I变大，A U/ A I不变UR2IU2RirI口电源甲的内阻小于电源乙的内阻。8.如图所示的电路中，电动势为E、内阻为r的电源与一滑动变阻器构成闭合电路。当滑动触片移动时，滑动变阻器两端电压和电路中电流的关系图象是下图中的:少用这个电源和 R串联成闭合电路，电源的输出功率为多少关于U/I , AU/AI的物理意义引例、在如图所示电路中，闭合开头S,当滑动变阻器的滑片 p向下滑动时，四个理想电表的示数都8Ri来说，其导体的伏分析与解答：将电路进行简化，可得R与R2串联后接在电

8、源两端。对定值电阻安特性曲线为过原点的直线，由部分电路欧姆定律得图像上任意一点的坐标比值为定值电阻R的阻值，即Ri U1;由图像形状可得，图像上任意一点的坐标比值等于该图像的斜率，即U1 U1;所以，对定II I值电阻Ri来讲，结论为Ri U1 -U1o对阻值变化的电阻 R2来说，其导体的伏安特性曲线的表达式为 I IU2 E I（R r）,形状为倾斜的直线，为了研究的方便，可将R2看成唯一的外电路，其余部分等效成端的电压就是等效电源的路端电压，所以内电路，其等效电路如图所不，等效电动势为E,等效内阻为r R r ,从等效电路图可以看出，R2两R2的导体的伏安特性曲线（U2 I ）就是等效电源

9、的伏安特性曲线，由等效电路图可得，U2 E, Imax E。由部分电路欧姆定律得图像上任意一点的坐标比max* maxR r值为R2在该时刻的阻值，即&U2-j ,由图像形状可得，图像的斜率为等效电源的内阻，即U2IR1r;所以,I max对阻值变化的电阻 R2来讲，结论为Uj U：, R2 彳，R rU20I将Ri和旦的串联部分看成一个新的电阻R12 , R12为电源的外电路，Rl2随R2的减小而减小，所以Rl2的导体的伏安特性曲线就是电源的伏安特性曲线，所以,R12R1R2R的减小而减小;总结：对任何导体均有：导体的伏安特性曲线上任意一点的坐标比值为电阻的阻值，即值电阻有：导体的伏

10、安特性曲线的斜率同样表示导体的电阻R U ,对阻值变化的电阻有：导体的伏安 IU r IUr，由题意表示减少，则等于R2两端电压的减少量U2和电源内阻上电压的减少量Ur。Ri为定值电阻，有Ri U,变Il形可得I1U , A正确；U2 URiUr , B正确；R为定值电阻，RU2II -U, c正确；U外R2R2U2 Ur ， UrU U2,所以路端电压的特性曲线的斜率表示将阻值变化的电阻做为唯一的外电路时的等效电源的内阻，即关于电路中各部分的U和I的问题引例：如图所示，电源的电动势为E,内阻为r,调整电路的可变电阻 R的阻值，使电压表V的示数增大A U,则在这个过程中（）A.通过R的电流增大，增加量一定等于A U/R两端的电压减小，减少量一定等于AUC.通过R的电流减小，但减少量一定小于AU/RD路端电压增大，增加量一定等于AU分析与解答：电路结构为 R与R1并联，再与R2串联，再连在电源两端。E U U2表示增加,可得，R增大，由“串反并同”得 U增大，U2减小，Ur减小，如果规定有：E U U2 Ur，如果规定 表示变化量的绝对值，由一式可得:0 U U2 Ur ,变形可得：U U2 Ur ,即电压表V示数的增加量 U增加量U外 小于电压表V示数的增加量 U , D选项