12.2.2电学中U-I图象法的应用 高中物理 人教版 必修三(共17张PPT)

(共17张PPT)
电学中图像法的应用
一架“桥”
二变 “形”
三看“图”
一、研究策略
物理规律与数学图像相结合
一架“桥”
图线
函数关系
电路的规律
二变 “通”
1、化曲为直
2、坐标轴平移
第一看“点”
三看“图”
第二看“截距”
第三看“面积”
“识图 读图 用图” 高速高效
二、电路中的图像
1、U ～ I 图像
2、P ～ R 图像
3、P ～ I 图像
0
U
I
E
I0
4、U ～ R 、I ～ R 图像
┅ ┅
1.工作点：反映电路工作状态的点；
三、U-I 图像的应用
4.路端电压U与电流I的关系U＝E－Ir
2.稳恒电流的U-I图像有两种，一种是电源的U-I图像， 一种是用电器的U-I图像；
而用电器的U-I图线又分为两类：
一类是呈线性关系，一类呈非线性关系.
3.在解题的过程中注意等效的物理思想。
0
U
I
E
I0
图像 斜率 截距 交点 面积
U
I
O
U
I
O
U
I
O
电阻R
电阻R的功率
电源内阻r
横轴截距I短纵轴截距E
电源的输出功率
电源E与电阻R串联时的工作电流和电阻R上的电压
接入该电阻时的输出功率
练习1.如图所示是根据某次实验记录数据画出的U-I图像．下面关于这个图像的各种说法正确的是( )
A.电源电动势为3V
B. 短路电流为0.6A
C. 电池内阻为5Ω
D.电池内阻无法确定
注意：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
r= =1Ω，短路时U=0，则I短= =3.0 A。
U(V)　　
3
2
1
I (A)
0
0.2
0.4
0.6
5
4
6
B
A
0.33A
PA=1.98W
练习2.有两个小灯泡A和B， 它们的U–I 特性曲线如图所示。把两个小灯泡接在电动势为6V、内阻不计的电源下。
（1）若将此两灯泡并联后接在此电源两端，则此两灯泡的电功率分别为多大？
PB=2.76W
0.46A
B工作点
A工作点
U(V)　　
3
2
1
I (A)
0
0.2
0.4
0.6
5
4
6
B
A
A工作点
B工作点
0.28A
3.9V
练习2.有两个小灯泡A和B， 它们的U–I 特性曲线如图所示。把两个小灯泡接在电动势为6V、内阻不计的电源下。
（2）若将两灯泡串联在此电源两端，则两灯泡消耗的功率又分别多大？
此时它们的电阻分别为多大？
2.1V
PA=1.09W
PB=0.59W
RA=13.93Ω
RB=7.5Ω
U(V)　　
3
2
1
I (A)
0
0.2
0.4
0.6
5
4
（1）
练习3.有一个小灯泡L，它的U–I 特性曲线如图所示，把它接入下列电路中，每节电池的电动势为1.5 V，内电阻为1.5 Ω。求：
（1）如将小灯泡L接入（a）电路（电源为一节干电池），如图所示，则小灯泡的实际功率为_______W。
0.18A
1.25V
P=UI=1.25×0.18W= 0.225W
U=E-Ir=1.5-1.5I
U(V)　　
3
2
1
I (A)
0
0.2
0.4
0.6
5
4
（2）
1V
0.15A
P=UI=0.15W
练习3.有一个小灯泡L，它的U–I 特性曲线如图所示，把它接入下列电路中，每节电池的电动势为1.5 V，内电阻为1.5 Ω。求：
（2）如将小灯泡L接入（b）电路（电源为三节干电池），如图所示，定值电阻R＝18 Ω，则小灯泡的实际功率为_______W。
E=4.5V，r=4.5Ω
U=E-I(r+R)=4.5-22.5I
U(V)　　
3
2
1
I (A)
0
0.2
0.4
0.6
5
4
（3）
=0.26W
1.75V
0.24A
E=4.5V，r=4.5Ω
练习3：（3）如将（b）中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡L，其它条件不变，如图（c）所示，则此时电源内部的发热功率为______W。
U(V)　　
3
2
1
I (A)
0
0.2
0.4
0.6
5
4
（4）
=1.36W
2V
0.275A
E=4.5V，r=4.5Ω
练习3：（4）如将完全相同的小灯泡L两个小灯泡并联接入（d）电路（电源为三节干电池），其它条件不变，则此时电源内部的发热功率为______W。
U(V)　　
3
2
1
I (A)
0
0.2
0.4
0.6
5
4
（5）
=0.44W
1.75V
0.25A
练习3：（5）如将小灯泡L接入（e）电路，换成新的电源，其电动势为6V，内阻r为2Ω，如图所示，定值电阻R1＝8 Ω，R2＝10Ω，则小灯泡的实际功率为______W。
U(V)　　
3
2
1
I (A)
0
0.2
0.4
0.6
5
4
（6）
=0.47W
1.8V
0.26A
练习3：（6）如将小灯泡L接入（f）电路，换成新的电源，其电动势为6V，内阻r为2Ω，如图所示，定值电阻R1＝8 Ω，R2＝10Ω，则小灯泡的实际功率为______W。
练习4：电池甲和乙的电动势分别为E1、E2，E1>E2 ，内阻分别为r1、r2 ，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、乙分别向另一电阻值比R大的电阻供电，电功率分别为P1、P2。则（ ）
A.电池的内阻r1>r2
B.电池的内阻r1C. 电功率P1>P2
D. 电功率P1AC
U
O
E1
E2
R′
R
只要应用得当，应用图线解题，将比通过计算求解更直观、简便。
①直接或间接由电流、电压的关系得到；
②由电源的U-I线和用电器的U-I线的交点得到；（U=E-Ir)
总结规律：寻找工作点的方法：
③等效思想。
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