高中物理人教新版复习提升学案 必修 第三册 第12章 两类“U——I图像”的理解Word版含解析

1．(2020·山东德州市月考)图1甲为某电源的U－I图线，图乙为某小灯泡的U－I图线，则下列说法中正确的是(　　)
图1
A．电源的内阻为
0.5
Ω
B．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
C．当小灯泡两端的电压为0.5
V时，它的电阻约为Ω
D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为3
W
2．(多选)(2019·黑龙江哈尔滨市联考)如图2所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知(　　)
图2
A．R的阻值为1.5
Ω
B．电源电动势为3
V，内阻为0.5
Ω
C．电源的输出功率为3.0
W
D．电源内部消耗功率为1.5
W
3．(多选)(2019·江苏苏州市模拟)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图3所示，曲线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I变化的关系图象(电池电动势不变，内阻不是定值)，图线b是某电阻R的U－I图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法中正确的是(　　)
图3
A．硅光电池的内阻为8
Ω
B．硅光电池的总功率为0.4
W
C．硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32
W
D．若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大
4．(多选)如图4甲所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的实验图象如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)
图4
A．图线a是电压表V1的示数与I的关系图线
B．图线b的延长线一定过坐标原点O
C．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率
D．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率
5．(2019·河南驻马店市第一学期期终)两个电路元件L1和L2的伏安特性曲线如图5甲所示．现把二者串联起来接在直流电源上，电源内阻为1
Ω，如图乙所示．闭合开关S后，电路中理想电流表A的读数为0.2
A，则电源的电动势和元件L2此时的电功率分别是(　　)
图5
A．3
V,0.8
W
B．3.2
V,0.8
W
C．3
V,0.4
W
D．3.2
V,0.4
W
6．(多选)(2020·江西南昌市模拟)如图6所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的U－I图线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识分析下列选项正确的是(　　)
图6
A．E＝50
V
B．r＝
Ω
C．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20
Ω
D．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80
W
7．如图7所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示．已知电流表读数在0.2
A以下时，电动机没有发生转动．不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是(　　)
图7
A．电路中电源电动势为3.4
V
B．变阻器的触头向右滑动时，V2读数逐渐减小
C．此电路中，电动机的最大输出功率为0.9
W
D．变阻器的最大阻值为30
Ω
答案精析
1．D　[由题图甲，根据U＝E－Ir可得：电动势E＝1.5
V，内阻r＝
Ω＝
Ω，故A错误；
由图乙可知功率越大，则电压越大，斜率越大，故小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，故B错误；由题图乙可得：当小灯泡两端的电压U＝0.5
V时，电流I＝6
A，故电阻R＝＝
Ω＝
Ω
，故C错误；
把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，两U－I曲线交点的纵坐标和横坐标分别为小灯泡的电压和电流，故U＝0.5
V，I＝6
A，所以小灯泡的功率P＝UI＝0.5×6
W＝3.0
W，故D正确．]
2．AD　[电阻R的U－I图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值，R＝
Ω＝1.5
Ω，选项A正确；由电源的路端电压与电流的关系曲线Ⅰ可知E＝3.0
V，图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻，r＝
Ω＝1.5
Ω，选项B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的U－I图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，P出＝UI＝1.5×1.0
W＝1.5
W，选项C错误；由EI＝P出＋P内可得电源内部消耗的功率为P内＝EI－P出＝3.0×1.0
W－1.5
W＝1.5
W，选项D正确．]
3．AC
4．BCD
5．D　[电路元件L1和L2串联，所以IL1＝IL2＝0.2
A，由题图甲可知，此时UL1＝1
V，UL2＝2
V；电源的电动势U＝Ir＋UL1＋UL2＝0.2×1
V＋1
V＋2
V＝3.2
V；元件L2此时的电功率PL2＝UL2IL2＝2
V×0.2
A＝0.4
W，故选D.]
6．AC　[由题图可知电源的电动势E＝50
V，内阻r＝＝
Ω＝5
Ω，故A正确，B错误；该导体与该电源相连时，导体的电压、电流分别为U＝40
V，I＝2
A，则R＝＝
Ω＝20
Ω，此时电路消耗的总功率P总＝EI＝50×2
W＝100
W，故C正确，D错误．]
7．D　[由题图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以题图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流的关系，此图线斜率的绝对值大小等于电源的内阻，即r＝
Ω＝2
Ω.当电流I＝0.1
A时，U＝3.4
V，则电源的电动势E＝U＋Ir＝3.4
V＋0.1×2
V＝3.6
V，故A错误；变阻器的触头向右滑动时，R阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压即为V2读数逐渐增大，故B错误；由题图乙可知，电动机的电阻rM＝
Ω＝4
Ω.当I＝0.3
A时，U＝3
V，电动机的输入功率最大，最大输入功率为P＝UI＝3×0.3
W＝0.9
W，则电动机的最大输出功率一定小于0.9
W，故C错误；当I＝0.1
A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以Rmax＝－r－rM＝(－2－4)
Ω＝30
Ω，故D正确．]