专题05 电路中的图像-2022年新课标高中物理图像与方法

这是一份专题05 电路中的图像-2022年新课标高中物理图像与方法，文件包含专题05电路中的图像解析版docx、专题05电路中的图像原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc5325" 一.对伏安特性曲线的理解 PAGEREF _Tc5325 \h 1
\l "_Tc24809" 二.路端电压与外电阻的关系图像 PAGEREF _Tc24809 \h 3
\l "_Tc18689" 三.电源的特性曲线 PAGEREF _Tc18689 \h 4
\l "_Tc27428" 四.电源三功率和效率的相关图像 PAGEREF _Tc27428 \h 7
一.对伏安特性曲线的理解
(1)图中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件；对于线性元件R＝eq \f(U,I)＝eq \f(ΔU,ΔI)，对于非线性元件：R＝eq \f(U,I)≠eq \f(ΔU,ΔI)。
(2)图像的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Raeq \f(E,r) B．I1＋I2＝eq \f(E,r)
C.eq \f(R1,r)>eq \f(r,R2) D.eq \f(R1,r)＜eq \f(r,R2)
【典例分析7】（2021届广东省深圳市高级中学高三测试）如图，电动势为E、内阻为r的电源与三个灯泡和三个电阻相接。电阻R1>r，合上开关S1和S2时，三个灯泡都能正常工作。如果断开S2，则下列表述正确的是（ ）
A．L1变暗
B．L2变暗
C．电源输出功率变小
D．电阻R1两端的电压变大
【典例分析8】（2021·浙江省百校高三下学期3月联考）如图所示，电源由几个相同的干电池组成。合上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图甲、乙、丙所示，图甲为电压表示数与电流表示数关系，图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系，图丙为干电池输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻大小的关系，不计电表、导线对电路的影响，则（ ）
A. 串联电池的总电阻为2 Ω
B. 串联的干电池节数为6节
C. 变阻器的总电阻为8 Ω
D. 乙图上b点的横坐标为3
U端-R图[
U＝IR＝eq \f(E,R＋r)·R＝eq \f(E,1＋\f(r,R))
可见U端随外电阻R的增大而增大，如图所示。
特殊情况
①当外电路断路时，I＝0，U＝E，开路电压即电动势
②当外电路短路时，I短＝eq \f(E,r)，U＝0，开路电压与短路电流的比值即为内阻
总功率P总＝I2(R＋r)＝
内部消耗的热功率P热＝I2r＝
输出功率P出＝I2R＝eq \f(E2R,(R＋r)2)
电源三功率和外电阻R的关系
R
O
P总
r
E2/r
E2/2r
R
O
P热
r
E2/r
E2/4r
R
O
P热
r
E2/r
E2/2r
E2/4r
P总
P出
R增大，总功率P总减小；当R＝r时，P总＝
R增大，热功率P热减小；当R＝r时，P热＝
R增大，输出功率P出先增大后减小；当R＝r时，输出功率最大，P出max＝
适用于纯电阻电路
总功率P总＝EI
内部热功率P热＝I2r
输出功率P出＝UI＝EI－I2r
电源三功率和电流关系图
I
O
P总
E/r
E2/r
I
O
P热
E/r
E2/r
I
O
P出
E/r
E/2r
E2/4r
I
O
P出
E/r
E/2r
E2/4r
P总
P热
P
倾斜直线
斜率k:电动势E
最大电流Im＝E/r，
最大总功率P总m＝E2/r
开口向上的抛物线；
最大电流Im＝E/r，
最大热功率P热m＝E2/r
开口向下的抛物线，
对称轴I=E/2r,
最大值P出m=E2/4r
内部热功率P热和输出功率P出图像的交点，即I2r=EI－I2r，横坐标I=E/2r,此时R=r.
（1）任意电路：η＝eq \f(P出,P总)×100%＝eq \f(U,E)×100%=
（2）纯电阻电路：η＝eq \f(R,R＋r)×100% ，因此在纯电阻电路中R越大，η越大．
I
O
η
E/r
1