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电学 U-I 或 I-U 图像分析与计算
类型 定值电阻U-I或I-U图像 滑动变阻器U-I或I-U图像 小灯泡U-I或I-U图像
电路
图像
考点一:定值电阻U-I图像或I-U图像
1.定值电阻I-U图像
(1)定值电阻的阻值: (任意对应点)
(2)U =I R =0.3A×10Ω=3V ①R=0—→I —→U =U
电源 max 0定 max 电源 0
(3) ②U =U -U
滑max 电源 定min
2.定值电阻U-I图像
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(1)定值电阻的阻值: (任意对应点)
(2)U =I R =1.5A×6Ω=9V ①R=0—→I —→U =U
电源 max 0定 max 电源 0
(3) ②U =U -U
滑max 电源 定min
典例引领
例1.如图所示电路图,则电源电压是________V,滑动变阻器的最大阻值是________Ω。
(1)定值电阻的阻值:
(2)U =I R=0.3A×10Ω=3V (R=0—→I —→U =U)
电源 max 1 max 电源 0
(3)
答案:3V;20Ω。
变式1.如图甲所示电路,电源电压不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电
流表示数I的变化如图乙所示。则可判断电源电压是________V,变阻器的最大阻值是________Ω。
甲 乙
答案:12V;
变式2.如图甲所示,电源电压不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片 P由b端滑到a端,电压表示
数U与电流表示数I的变化如图乙所示,下列说法不正确的是( )
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甲 乙
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
解析:(1)定值电阻的阻值:
(2)U =I R=1.5A×6Ω=9V
电源 max 1
(3)
答案:C。
考点二:滑动变阻器U-I图像或I-U图像
1.滑动变阻器U-I图像
分析一:(1)定值电阻的阻值:
(2)U =I R=1.2A×10Ω=12V
电源 max 0
(3)
分析二:列恒压源
当I=0.4A时:U =U+U =0.4A×R+8V…………………………①
电源 0 P 0
当I=1.2A时:U =1.2A×R+0V …………………………………②
电源 0
联立①②解得:R=10Ω,U =12V
0 电源
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2.滑动变阻器U-I图像
(1)定值电阻的阻值: ΔU=ΔU ΔI=ΔI
0 P 0 P
(2)U =I R=0.6A×10Ω=6V R =0—→I ,U=U =I R
电源 max 0 P max 0 电源 max 0
(3)
3.滑动变阻器I-U图像
分析一:列恒压源方程
当I=0.6A时:U =0.6A×R+1V …………………………………①
电源 0
当I=0.2A时:U =0.2A×R+3V …………………………………②
电源 0
联立①②解得:R=5Ω,U =4V
0 电源
分析二:(1)定值电阻的阻值:
(2)U =I R=0.8A×5Ω=4V
电源 max 0
(3)
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
甲 乙
解法一:(1)
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(2)U =I R=1.2A×5Ω=6V
电源 max 1
解法二:列恒压源
当I=1.2A时:U =1.2A×R+0V …………………………………①
电源 1
当I=0.4A时:U =0.4A×R+4V …………………………………②
电源 1
联立①②解得:R=5Ω,U =6V
1 电源
变式1.如图甲所示的电路中,定值电阻R 为10Ω,R 为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关
1 2
S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
甲 乙
解法一:列恒压源
当I=0.2A时:U =0.2A×R+4V …………………………………①
电源 1
当I=0.6A时:U =0.6A×R+0V …………………………………②
电源 1
联立①②解得:R=10Ω,U =6V
1 电源
解法二:R —→I
2max min
变式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
1 2
片 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 的最大阻值为________Ω。
2
甲 乙
解法一:(1)
(2)U =I R=0.6A×5Ω=3V
电源 max 0
(3)
解法二:列恒压源方程
当I=0.2A时:U =0.2A×R+2V …………………………………①
电源 1
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当I=0.6A时:U =0.6A×R+0V …………………………………②
电源 1
联立①②解得:R=5Ω,U =3V
1 电源
变式3.如图甲所示是电路,如图乙所示是滑动变阻器的U-I图像,电源电压是________V,定值电阻
R 的阻值是________Ω,滑动为阻器R 最大阻值是________Ω。
1 2
甲 乙
解法一:(1)
(2)U =I R=0.6A×10Ω=6V
电源 max 1
(3)
解法二:列恒压源方程
当I=0.2A时:U =0.2A×R+4V …………………………………①
电源 1
当I=0.6A时:U =0.6A×R+0V …………………………………②
电源 1
联立①②解得:R=10Ω,U =6V
1 电源
变式4.如图甲所示,电源电压恒定,R 为定值电阻,将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,
0
电压表示数U与电流表示数I间的关系图像如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器R的最大阻值;
(2)R 的阻值及电源电压;
0
(3)当滑片滑到滑动变阻器的中点时,电阻R 消耗的功率。
0
甲 乙
解析:(1)
(2)当I=0.4A时:U =U+U =0.4A×R+8V…………………………①
电源 0 P 0
当I=1.2A时:U =1.2A×R+0V …………………………………②
电源 0
联立①②解得:R=10Ω,U =12V
0 电源
(3)
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P=I2R=(0.6A)2×10Ω=3.6W
0 0
提醒:求谁的功率,用谁的电阻!
考点三:定阻和滑阻双线图像
分析:(1)
(2)U =I R=0.6A×10Ω=6V R=0,U =U =6V
电源 max 1 2 1max 电源
任意相同I,U相加=U
电源
(3)
相交处:I相同:I =I ,U =U R=R
甲 乙 甲 乙 2 1
例3.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路
中电流的变化的图像如图所示,根据图像的信息可知:_______(选填“甲”或“乙”)是电压表V 示数
1
变化的图像,电源电压为________V,电阻R 的阻值为________Ω。
1
答案:甲;6;10。
变式1.如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关 S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,
两个电阻的“U-I”关系图像如图所示。求:
(1)电源电压U;
(2)定值电阻R 的阻值;
1
(3)滑动变阻器的最大阻值R。
2
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解析:(1)I=0.2A,U=2V,U=4V
1 2
∴ U =U+U =6V
电源 1 2
(2)
(3)
变式2.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端
的过程中,R、R 的I-U图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
1 2
A.图线A是电阻R 的I-U关系图像 B.电源电压为18V
1
C.R 的阻值是20Ω D.滑动变阻器R 的最大阻值为30Ω
1 2
甲 乙
答案:BC。
考点4.小灯泡U-I图像或I-U图像
电路图 一条曲线因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大
例4.如图甲所示是电阻R和灯泡L的I-U图像,由图可知,电阻R的阻值是________Ω,将电阻R和
L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3A,则电源电压为________V。
解析:(1)
(2)当I=0.3A,U =1V,U =3V
L R
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∴ U =U +U =4V
电源 L R
变式1.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其再端电压的关系如图甲所示,把它们串联在电
路中,如图乙所示。闭合幵关S,这时电流表的示数0.4A,同电源电压和电路消耗的总功率分别是(
)
A.4.5V 1.8W B.2.5V 1.0W C.4.5V 1.0W D.2.0V 0.8W
解析:P =P+P =U I =4.5V×0.4A=1.8W
总 A B 总 总
答案:A。
变式2.分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I-U特性曲线如图所示,
现将甲、乙两灯并联在电路中,当两只灯泡的总电流为1A时,两只灯泡消耗的总功率是( )
A.3W B.4W C.4.5W D.6W
解析:
P =P =P =U I =3V×1A=3W
总 甲 乙 电源 总
答案:A。
变式3.标有“6V 3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示,若把它与一只阻值为 8Ω
的电阻并联接在电压为4V的电路中,则整个电路消耗的功率为( )
A 3W B.3.3W C.3.6W D.5W
解析:
P =P +P =4V×0.4A+4V×0.5A=3.6W
总 L R
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或者:P =U I =4V×(0.4A+0.5A)=3.6W
总 总 总
答案:C。
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