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电学图像问题专项突破
电学图像题是中考常考题型,体现了数形结合的思想,有助于思维能力的考查,突出了物理科学思
维这一核心素养,对于这类题目的解题思路一般是:首先观察横、纵坐标所表示的物理量,然后观察图
像的形状特点,理解它所表示的性质,明确圄像的端点和拐点所代表的物理意义。根据电路的连接方式
和题目的已知条件通过欧姆定律、电功和电功率的公式建立等量关系,从而求解。
方法:
1.明确横、纵坐标所代表的物理量。
2.找准特殊点坐标。
3.图像为曲线时更应注意找准对应点。
例1.如图1所示的电路,电源电压不变,R 为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P从一
0
端滑到另一端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图 2所示。下列说法正确的是(
)
A.滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变小
B.滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变
C.电源电压为6V
D.电路消耗的最大功率为3.6W
解析:首先要注意本题与常见题型的两点不同之处!
一是本题中的电压表与滑动变阻器并联,而不是并联在定值电阻两端。
二是本题中的图像是U-R图像,而不是常见的U-I图像。
然后我们要读懂图2,很显然,随着横轴物理量“滑动变阻器的阻值R”的变大,纵轴物理量“电压
表示数U”也变大。
注意了这些,就可以开始研究四个选项的问题了:
A.当滑片向右移动时,连入电路的电阻丝的长度在变小,因此其阻值变小,电路中的总阻值也随之
变小,根据欧姆定律可以得出电流变大!所以A错。
B.滑片移动时,如果阻值变小,由于两个电阻串联,其分得的电压也变小,电流会变大,因此电压
表与电流表的比值变小!从另一角度来分析,电压表和电流表的比值正是滑动变阻器的阻值!滑片移动
时,阻值变化,因此比值做同样变化!所以B错。
C.要求电源电压,这正是此类题难倒大部分学生的原因之一!他们不知道如何下手,其实,图 2已
经给了三个坐标可以利用,我们拿出两个坐标值,根据总电压等于各分电压之和,列出两个式子,不但
可以求出电源电压,还可以顺便求出定值电阻的阻值!
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⇒
结果C正确。
D.此选项是难点,易错常错!也是本题出错率最高的原因,超半数学生竟然选了 D。可见这部分学
生并没有求出C选项中的电源电压!此选项要求的是“电路消耗的最大功率”,首先我们要知道这是让
我们求出总功率,其次要知道何时电功率最大!很显然,根据公式 ,当总电阻最小时,总功率最
大,此时滑动变阻器的阻值应该为零,只有定值电阻连入电路,由此求出最大功率!
所以D错。
我们可以采用同样的方法,研究一下下面这两道相似题型,彻底解决上题中的C选项所存在的问题。
例2.如图甲所示的电路中,R 为定值电阻,R 为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片
1 2
P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为________V,
R 的阻值为________Ω。
1
解析:滑片从a端移动到b端,在图像上对应点如图所示:
对于本题,电压表依然并联在滑动变阻器两边,这是首先要注意的,其次,本题给出的图像是 I-U
图像,依然有两个坐标值可以作为列出两个方程的依据,可以很方便的解出电源电压和定值电阻的阻值。
⇒ ⇒
类似的,同学们可以试一试下面这道题:
例3.如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V,闭合开关S后,滑片P从最右端
滑动最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示,下列说法中错误的是( )
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A.电源电压为12V B.滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C.该电路总功率变化范围为12W~24W D.小灯泡的额定功率为12W
答案:D。
通过以上一步一步脚踏实地的分析,可以看出此类题并不算太难,而要永远突破此类题,就要一次
性把此类题彻底做透,通过一道题全面查缺补漏,把遗漏的知识、方法、规律都统统联系起来复习一遍
如此斩草除根,才能永绝后患!要有这个决心,要有这个行动!
针对演练:
1.(2023四川宜宾)已知小灯泡L的额定电压为2.5V,通过灯丝的电流与其两端的电压关系如图所
示,则灯泡正常发光时的电阻为_________Ω。把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路
中,则并联电路的总电流是_________A。
【答案】10 0.3
2.(2023·湖南常德)如图是两灯电流随电压变化的图像,两灯额定电压均为6V。若将两灯并联后
接入电路,则干路电流最大为_________A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源
电压最大为_________V。
【答案】1.5 8
3.(2023山东枣庄)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a
点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
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(1)图乙中_________(选填“dc”或“ec”)表示电压表V 的示数随电流表示数变化的图像;
1
(2)该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为__________。
【答案】ec 3∶1
4.(2023四川南充)在综合实践活动课上,小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电
压恒定,R 为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R 的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常
1 2
发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表V、V(电压表V 未画出)示数变化关系图像如图乙所示。
1 2 2
小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω;若R 的滑片可任意滑动,为了保证灯泡的安全,电路中至少再
2
串联一个_________Ω的电阻。
【答案】5 1.5
5.(2023四川广安)如图所示为灯泡L和定值电阻R的U-I图像,若将L和R并联在电源电压为6V
的电路中,则整个电路的总电流为_________A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,则L与R的阻值
之比为_________。
【答案】 0.9 1︰3
6.(2023·湖北鄂州)如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移
至灯正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的
是( )
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A.曲线a是电流表示数与电压表V 示数的关系图像 B.电源电压为11V
2
C.灯的额定电流为0.2A D.滑动变阻器的最大阻值是15 Ω
【答案】B
7.(2023重庆)如图甲所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,移动滑片P,电压表示数随电流表
示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是( )
A.电源电压为10V B.R 最大功率为1W
0
C.滑片P向左移动过程中,R 两端电压逐渐变小
0
D.滑片P向右移动过程中,电压表与电流表的比值变大
【答案】D
8.(2023湖北荆州)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最
右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正
确的是( )
A.a曲线表示电压表V 示数与电流表示数变化的关系图像 B.电源电压为8V
1
C.灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω D.灯泡的额定功率为3.5W
【答案】D
9.(2023山东枣庄)如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的阻值不变,滑动变阻器R的
规格是“100 1A”。闭合开关,在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下,最大范围内移
动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象,如图乙所示。下列说法正确的是( )
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A.电源电压为6V B.小灯泡的电阻为10
C.小灯泡的额定功率为1.8W D.整个电路电功率最小时,20s内滑动变阻器消耗的电能为12J
【答案】C
10.(多选)(2023四川泸州)如图甲所示的电路,R 为定值电阻,R为滑动变阻器(0~25Ω)。闭
0
合开关,调节滑动变阻器,记录电压表示数U、电流表示数I,作出U-I关系图像如图乙所示。则下列判
断正确的有( )
A.R 的阻值为5Ω B.电源电压为2.5V
0
C.当电压表示数为2V时,电路消耗的总功率为0.6W
D.当电压表示数为1V时,滑动变阻器消耗的电功率最大
【答案】AC
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