2023版高考物理一轮总复习专题8恒定电流热点专题系列6恒定电流中图像的应用课件

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必 备 知 识·深 悟 固 基
恒定电流三种图像的比较
例1　(多选)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像，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，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11∶7B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2【答案】ABC　
变式1　(多选)如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图像，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知(　　)A．R的阻值为1.5 ΩB．电源电动势为3 V，内阻为0.5 ΩC．电源的输出功率为3.0 WD．电源内部消耗功率为1.5 W【答案】AD　
 【解析】电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻，r＝1.5 Ω；电阻R的U－I图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值，R＝1.5 Ω，A正确，B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的U－I图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为P＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，C错误；由EI＝P＋Pr解得电源内部消耗的功率为Pr＝EI－P＝3.0×1.0 W－1.5 W＝1.5 W，D正确．
例2　两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U－I直线．
则图像中两直线的交点表示的物理意义是(　　)A．滑动变阻器的滑片P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为1.0 WD．电源的效率达到最大值【答案】B　
变式2　(2021年南昌模拟)(多选)如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的U－I图线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识分析下列选项正确的是(　　)
变式3　如图所示，直线a为电源的U－I图线，直线b和c分别为电阻R1、R2的U－I图线．现用该电源分别与R1、R2组成甲和乙两个闭合电路．由图像能确定的是(　　)A．R1的阻值小于R2的阻值B．电源输出功率P甲＜P乙C．电源内阻消耗的功率P甲＜P乙D．电源效率η甲＜η乙【答案】C　
【解析】由题图中直线b的斜率比直线c的大，可知R1的阻值大于R2的阻值，A错误；过电阻R1、R2的U－I图线与电源的U－I图线的交点分别作两坐标轴的垂线，由P出＝UI可知，两条垂线与坐标轴所围的面积等于用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时电源的输出功率，由于图像中没有标出具体坐标值，所以不能判断出两电路电源输出功率的大小，B错误；
例3　如图所列的4个图像中，最能准确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间的函数关系的是以下哪个图像(　　)【答案】C　
变式4　(多选)微元累积法是常用的物理研究方法，如图所示为某物理量(y)随另一物理量(x)变化的函数图像，关于图像与坐标轴所围面积大小的物理意义，下列说法正确的是(　　)
A．若y为电场强度E，x为距离d，则“面积”表示x0位置的电势B．若y为电流I，x为时间t，则“面积”表示x0时间内流过的电量C．若y为电压U，x为电流I，则“面积”表示x0对应状态的电功率D．若y为电功率P，x为时间t，则“面积”表示x0时间内消耗的电能【答案】BD