高中物理 加强练习第十章　98.电阻和电源的U-I图线

98.电阻和电源的U-I图线(分值：30分)1~5题每题6分1.(多选)(2026·山东菏泽市检测)如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是()A.电阻R1、R2的阻值之比为4∶3B.该电源的电动势为6V，内阻为2ΩC.只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6WD.只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1∶1答案BD解析U-I图像斜率代表电阻，由题图得R1=4Ω，R2=2Ω则电阻R1、R2的阻值之比为2∶1，故A错误；由图线a可知，该电源的电动势为6V，内阻为r=63Ω=2Ω，故B只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为P=4×1W=4W，故C错误；只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率分别为P内=I2r，P外=I2R2解得P内∶P外=1∶1，故D正确。2.(多选)如图甲所示，电源的电动势为E=5V、内阻为r=20Ω，A、B是两个完全相同的小灯泡，小灯泡A的伏安特性曲线如图乙所示，则下列说法正确的是()A.小灯泡A的电阻随着电压的增大而减小B.开关S闭合后，灯泡A的电阻会减小C.开关S闭合后，灯泡A消耗的功率会增加D.开关S闭合后，电源的效率会减小答案BD解析题图乙是小灯泡A的伏安特性曲线，各点与原点的连线的斜率代表1R，随着所加电压的增加，R越来越大，选项A开关断开时，设通过灯泡A的电流和灯泡两端的电压为I、U，则E=U+Ir解得I=Er-Ur在题图乙中画出电流随路端电压变化的图线1，交点坐标(180mA，1.3V)，此时灯泡的电阻和功率为R=UI≈7.2P=UI≈0.23W同理开关S闭合后，设通过灯泡A的电流和灯泡A两端的电压为I'、U'，由E=U'+2I'r解得I'=E2r-U在题图乙中画出电源的路端电压随电流变化的图线2，交点坐标(110mA，0.5V)，此时灯泡的电阻和功率为R'=U'I'P'=U'I'≈0.06W故开关S闭合后，灯泡A的电阻减小，消耗的功率减小，B正确，C错误；电源的效率η=UE×100%，U减小，E不变，效率也减小，D3.(2025·北京市第一七一中学模拟)硅光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的关系图像，图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路，则硅光电池的()A.电动势为5VB.内阻为5.5ΩC.输出功率为0.72WD.效率为50%答案B解析由题图可知，硅光电池的电动势为3.6V，故A错误；根据闭合电路欧姆定律可得E=Ir+U，解得r=E-UI=3.6V-2.5V0.2A=5.5Ω，故B正确；由题意可知，硅光电池输出功率为a、b两条图线交点之积，由P=UI可得P=UI=2.5×0.2W=0.5W，故C错误；由题意可知，硅光电池的总功率为P总=EI=3.6×0.2W=0.72W，电池的效率为η=PP总×100%=4.(多选)(2026·河南漯河市检测)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5A，3.75V)、Q(6A，5V)。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()A.电源1与电源2的内阻之比是2∶3B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1C.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是9∶10D.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是8∶5答案BC解析由闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir，在电源的U-I图像中，图像的纵轴截距表示电动势、斜率的绝对值表示电源的内电阻，可知电源1、电源2的电动势与内阻分别为E1=10V，r1=108Ω=54E2=10V，r2=1012Ω=56则电源1、电源2的电动势与内阻之比分别为E1∶E2=1∶1，r1∶r2=3∶2故A错误，B正确；灯泡伏安特性曲线与电源的伏安特性曲线的交点即为灯泡与这电源连接时的工作状态，则连接电源1时有I1=5A，U1=3.75V连接电源2时有I2=6A，U2=5V则在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比与消耗的功率之比分别为R1∶R2=U1I1∶UP1∶P2=U1I1∶U2I2=5∶8故C正确，D错误。5.(多选)如图为某种锂电池充电过程中电池电压、充电电流随时间变化的图像。根据图像，可以做出的正确推断是()A.该锂电池的电动势约为4.2VB.该锂电池的充电电压可能小于4.2VC.充电的1.0~3.0小时内，电池充入的电荷量为1000mA·hD.若该锂电池的容量为1400mA·h，则整个充电过程中，锂电池增加的电能不超过5.88W·h答案AD解析由题图可知，充电结束时，电池电压约为4.2V，所以锂电池的电动势约为4.2V，A正确；给电池充电时，电池相当于用电器，则充电电压必须高于电池电动势，所以该锂电池的充电电压不可能小于4