电学中U-I图象法的应用

1、电学中图象法的应用电学中图象法的应用一架一架“桥桥” 二变二变 “形形” 三看三看“图图”一、研一、研 究究 策策 略略物理规律与数学图像相结合物理规律与数学图像相结合一架一架“桥桥” ” 图线图线 函数关系函数关系电路的规律电路的规律二变二变 “ “通通” ” 1 1、化曲为直、化曲为直 2 2、坐标轴平移、坐标轴平移第一看第一看“点点” ” 三看三看“图图”第二看第二看“截距截距”第三看第三看“面积面积”“识图识图 读图读图 用图用图” ” 高速高效高速高效二、电路中的图像二、电路中的图像1 1、U U I I图像图像 2 2、P P R R图像图像 3 3、P P I I图像图像 0UI

2、abEI04 4、U U R R 、I I R R图像图像 5 5、等等1.1.工作点：反映电路工作状态的点；工作点：反映电路工作状态的点；三、三、U-IU-I图像的应用图像的应用4.4.路端电压路端电压U U与电流与电流I I的关系的关系U UE EIr Ir2.2.稳恒电流的稳恒电流的U-IU-I图像有两种，图像有两种，一种是一种是电源电源的的U-IU-I图像，图像， 一种是一种是用电器用电器的的U-IU-I图像；图像；而用电器的而用电器的U-IU-I图线又分为两类：图线又分为两类：一类是呈线性关系，一类是呈线性关系， 一类呈非线性关系；一类呈非线性关系；3.3.在解题的过程中注意等效的物

3、在解题的过程中注意等效的物理思想。理思想。0UIabEI0图象图象UI0UI0UI0电阻电阻R电源电源内内阻阻r横轴截距横轴截距I短短纵轴截距纵轴截距E电源电源E与电与电阻阻R串联时串联时的的工作电流工作电流和和电阻电阻R上上的电压的电压 接入该电接入该电阻时的阻时的输输出功率出功率斜率斜率截距截距交点交点面积面积电阻电阻R的的功率功率电源的电源的输输出功率出功率练习练习1 1：如图所示是根据某次实验记录数据画出如图所示是根据某次实验记录数据画出的的U-IU-I图像下面关于这个图像的各种说法正确图像下面关于这个图像的各种说法正确的是的是( )( )(A) 电源电动势为电源电动势为3V(B) 短

4、路电流为短路电流为0.6A(C) 电池内阻为电池内阻为5(D) 电池内阻无法确定电池内阻无法确定VU /AI /0 . 36 . 008 . 26 . 24 . 22 . 04 . 0注意：注意：若纵坐标上的取值不从零开始取，若纵坐标上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流则该截距不表示短路电流 r=U/I=1,r=U/I=1,短路时短路时U=0,U=0,则则I I短短=E/r=3.0 A=E/r=3.0 A。 U(V) 3 2 1I (A)00.20.40.6 5 4 6BAA工作点工作点B工作点工作点0.33APA=1.98W练习练习2 2：有两个小灯泡有两个小灯泡A A和和B B，

5、它们的它们的UI UI 特性曲线如图特性曲线如图所示。把两个小灯泡接在电所示。把两个小灯泡接在电动势为动势为6V6V、内阻不计的电、内阻不计的电源下。源下。（1 1）若将此两灯泡并联后）若将此两灯泡并联后接在此电源两端，则此两灯接在此电源两端，则此两灯泡的电功率分别为多大？泡的电功率分别为多大？PB=2.76WAB0.46AU(V) 3 2 1I (A)00.20.40.6 5 4 6BAA工作点工作点B工作点工作点0.28A3.9V练习练习2 2：有两个小灯泡有两个小灯泡A A和和B B， 它们的它们的UI UI 特性曲线特性曲线如图所示。把两个小灯泡接如图所示。把两个小灯泡接在电动势为在电

6、动势为6V6V、内阻不计、内阻不计的电源下。的电源下。（2 2）若将两灯泡串联在此）若将两灯泡串联在此电源两端，则两灯泡消耗的电源两端，则两灯泡消耗的功率又分别多大？此时它们功率又分别多大？此时它们的电阻分别为多大？的电阻分别为多大？ AB2.1VPA=1.09WPB=0.59WRA=13.93RB=7.5U(V) 3 2 1I (A)00.20.40.6 5 4（1 1）练习练习3 3：有一个小灯泡有一个小灯泡L L，它，它的的UI UI 特性曲线如图所示，特性曲线如图所示，把它接入下列电路中，每节电把它接入下列电路中，每节电池的电动势为池的电动势为1.5 V1.5 V，内电阻，内电阻为为1

7、.5 1.5 。求：。求：（1 1）如将小灯泡如将小灯泡L L接入（接入（a a）电路（电源为一节干电池），电路（电源为一节干电池），如图所示，则小灯泡的实际功如图所示，则小灯泡的实际功率为率为_W_W。0.18A1.25VP=UI=1.25P=UI=1.250.18W=0.18W= 0.225W0.225WL)(aU=E-IrU=E-Ir=1.5-1.5I=1.5-1.5I U(V) 3 2 1I (A)00.20.40.6 5 4（2 2）1V0.15AP=UI=0.15WP=UI=0.15W练习练习3 3：有一个小灯泡有一个小灯泡L L，它，它的的UI UI 特性曲线如图所示，特性曲线如

8、图所示，把它接入下列电路中，每节电把它接入下列电路中，每节电池的电动势为池的电动势为1.5 V1.5 V，内电阻，内电阻为为1.5 1.5 。求：。求：（2 2）如将小如将小灯泡灯泡L L接入（接入（b b）电路（电源）电路（电源为为三节三节干电池），如图所示，干电池），如图所示，定值电阻定值电阻R R18 18 ，则小灯，则小灯泡的实际功率为泡的实际功率为_W_W。 )(bLRE=4.5V，r=4.5U=E-I(r+RU=E-I(r+R)=4.5-22.5I)=4.5-22.5I U(V) 3 2 1I (A)00.20.40.6 5 4（3 3）=0.26W1.75V0.24AE=4.5V

9、，r=4.5IrUE 2IrEU2121IU25. 225. 2WrIP5 . 424. 022)(cLR练习练习3 3：（3 3）如将（如将（b b）中）中的电阻替换为另一个完全的电阻替换为另一个完全相同的小灯泡相同的小灯泡L L，其它条件，其它条件不变，如图（不变，如图（c c）所示，则）所示，则此时电源内部的发热功率为此时电源内部的发热功率为_。 U(V) 3 2 1I (A)00.20.40.6 5 4（4 4）=1.36W2V0.275AE=4.5V，r=4.5IrUE2IrEU2IU95 . 4WrIP5 . 4)275. 02()2(22练习练习3 3：（4 4）如将完全相如将完

10、全相同的小灯泡同的小灯泡L L两个小灯泡并两个小灯泡并联接入（联接入（d d）电路（电源为）电路（电源为三节干电池），其它条件不三节干电池），其它条件不变，则此时电源内部的发热变，则此时电源内部的发热功率为功率为_。 )(dU(V) 3 2 1I (A)00.20.40.6 5 4（5 5）=0.44W1.75V0.25A)(1RrIUE总)(12RrRUIUEIU53WUIP25. 075. 1练习练习3 3：（5 5）如将小灯泡如将小灯泡L接入（接入（e）电路，换成新）电路，换成新的电源，其电动势为的电源，其电动势为6V，内阻内阻r为为2，如图所示，如图所示，定值电阻定值电阻R18 ，R2

11、10，则小灯泡的实际功，则小灯泡的实际功率为率为_W。 ）（e1R2RLU(V) 3 2 1I (A)00.20.40.6 5 4（6 6）=0.47W1.8V0.26ArIIRUE总)(2rRIRUIIRUE)()(122IU6 .118 . 4WUIP26. 08 . 1练习练习3 3：（6 6）如将小灯泡如将小灯泡L接入（接入（f）电路，换成新）电路，换成新的电源，其电动势为的电源，其电动势为6V，内阻内阻r为为2，如图所示，如图所示，定值电阻定值电阻R18 ，R210，则小灯泡的实际功，则小灯泡的实际功率为率为_W。 2R）（f1RL练习练习4：电池甲和乙的电动势分别为电池甲和乙的电动势分别为E1、E2，E1E2 ，内阻分别为内阻分别为r1、r2 ，若用这两个电池单独向某一电阻，若用这两个电池单独向某一电阻R供电时，这两个电阻所消耗的功率相同。若用电池甲、供电时，这两个电阻所消耗的功率相同。若用电池甲、乙分别向另一电阻值比乙分别向另一电阻值比R大的电阻供电，电功率分别为大的电阻供电，电功率分别为P1、P2。则（。则（ ）A.电池的内阻电池的内阻r1r2 B.电池的内阻电池的内阻r1P2 D. 电功率电功率P1P2ACUOIE1E2R/R 只要应用得当，