2019年高考物理双基突破:专题12-两种U-I图象(精练)含答案解析

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资源描述

1、 1如下图所示,I 是电源的路端电压随电流变化的图线,是某电阻的伏安特性曲线,当该电源向该电阻供电时,电阻上消耗的功率和电源的效率分别为A4 W 和 33% B 2 W 和 67% C2 W 和 33% D 4 W 和 67%【答案】D2小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图, P 为图线上一点,PN 为图线在 P 点的切线,PQ 为 U 轴的垂线,PM 为 I 轴的垂线,则下列说法中正确的是A随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小B对应 P 点,小灯泡的电阻为 RU1I1C对应 P 点,小灯泡的电阻为 RU1I2 I1D对应 P 点,小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积【

2、答案】D【解析】在 I U 图象中,图线上的点与 O 点连线的斜率表示该点所对应的电压电流下电阻的倒数,图象中图线的斜率逐渐减小,电阻逐渐增大,A 错误;对应 P 点,小灯泡的电压为 U1,电流为 I2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为 R ,B 、C 错误;其工作功率为 PU 1I2,即为图中矩形 PQOM 所围U1I2的面积,D 正确。 7如图的四个图象中,最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率 P 与电压平方 U2 之间函数关系的是【答案】C 8如图所示为甲、乙两灯泡的 IU 图象,根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为 220 V 的电路中实际发光的功率分别为【答案】

3、C 【解析】两灯泡并联在电压为 220 V 的电路中,则两只灯泡两端的电压均为 220 V,根据 I U 图象知:甲灯实际工作时的电流约为 I 甲 0.18 A,乙灯实际工作时的电流约为 I 乙 0.27 A,所以功率分别为 P 甲I 甲 U0.18220 W40 W; P 乙 I 乙 U0.27220 W60 W,C 正确。A15 W 30 W B30 W 40 W C40 W 60 W D60 W 100 W9一个用半导体材料制成的电阻器 D,其电流 I 随它两端 电压 U 变化的关系图象如图甲所示,若将它与两个标准电阻 R1、R 2 并联后接在电压恒为 U 的电源两端,3 个用电器消耗的

4、电功率均为 P,现将 它们连接成如图乙所示的电路,接在该电源的两端,设电阻器 D 和电阻 R1、R 2 消耗的电功率分别是PD、P 1、P 2,它们之间的关系为AP 14P D BP D P4CP DP 2 DP 14P 2【答案】D【解析】由于电阻器 D 与两个标准电阻 R1、R 2 并联后接在电压恒为 U 的电源两端时,三者功率相同,则此时三者电阻相同。当三者按照题图乙所示 电路 连接时,电阻器 D 两端的电压小于 U,由题图甲可知,电阻器 D 的电阻增大,则有 RDR 1R 2,而 RD 与 R2 并联,电压相等,根据 P ,P DP 2,C 错误;U2R由欧姆定律可知,电流 IDI 2

5、,又 I1I 2I D,根据 PI 2R,P 14P 2,按图乙方式连接后,电阻器 D 的电阻大于 R1,故不能确定 P1 等于 4PD,A 错误,D 正确;由于电阻器 D 与电阻 R2 的并联电阻 RR 1,所以D 两端的电压小于 ,且 D 阻值变大,则 PD ,B 错误。 U2 P410 (多选)在如图所示的图象中,直线为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线为某一电阻 R 的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻 R 相连组成闭合电路。由图象可知A电源的电动势为 3 V,内阻为 0.5 B电阻 R 的阻值为 1 C电源的输出功率为 4 W D电源的效率为 50%【答案】ABC11 (多选)如

6、图,直线 A、B 分别为电源 a、b 的路端电压与电流的关系图线,设两个电源的内阻分别为 ra 和 rb,若将一定值电阻 R0 分别接到 a、b 两电源上,通过 R0 的电流分别为 Ia 和 Ib, 则Ar arb BI aIb BCR 0 接电源 a 时,电源的输出功率较大,但效率较低DR 0 接电源 b 时,电源的输出功率较小,效率较低【答案】ABC 12硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线 a 是该电池在某光照强度下路端电压 U 和电流 I 的关系图象(电池内阻不是常数) ,图线 b 是某电阻 R 的 UI 图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻

7、为A8.0 B10 C12 D12.5 【答案】A 13某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR 和电源内部的发热功率 P r 随电流 I 变化的图线画在了同一坐标系上,如图中的 a、b、c 所示,以下判断正确的是A直线 a 表示电源的总功率 PE I 图线B曲线 c 表示电源的输出功率 PR I 图线C电源的电动势 E3 V,内电阻 r1 D电源的最大输出功率 Pm2 W【答案】AD 14如图所示,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

8、表对电路的影响,以 下判断正确的是A电源电动势为 3.4 VB变阻器的触头向右滑动时, 读数逐渐变大C此电路中,电动机的最大输出功率为 0.9 WD变阻器的最大阻值为 30 【答案】BD 15、如图,直线 A 是电源的路端电压和电流的关系图线,直线 B、C 分别是电阻 R1、R 2 的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则AR 1 接在电源上时,电源的效率高 BR 2 接在电源上时,电源的效率高CR 1 接在电源上时,电 源的输出功率大 D电源的输出功率一样大【答案】A16如图所示,电源为恒流电源(能始终提供恒定的电流) ,R 0 为 定值电阻,电流表和电压表均为理想电表

9、。移动滑动变阻器 R 的滑片,则下列电压表示数 U 和电路总功率 P 随电流表示数 I 变化的关系图线中正确的是【答案】D 17两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻 R0、电源的电动势 E 和内电阻 r,调节滑动变阻器的滑动触头 P 向某一方向移动时,一个同学记录了电流表 和电压表 的测量数据,另一同学记录的是电流表 和电压表 的测量数据。根据数据描绘了如图乙所示的两条 U I 直线。则图乙中图线和图线 的交点表示的物理意义是A滑动变阻器的滑动头 P 滑到了最右端B电源的输出功率最大C定值电阻 R0 上消耗的功率为 1.0 WD电源的效率达到最大值【答案】B 18电池甲和乙的电动势

10、分别为 E1 和 E2,内电阻分别为 r1 和 r2,已知 E1R,则Ar 1r2,P 1P2 Br 1P2 Dr 1r2,P 1P2【答案】B【解析】将一电动势为 E、内电阻为 r 的电源与一阻值为 R 的电阻组成一闭合回路,路端电压 U 和干路电流 I 的关系为 UEIr。在 UI 直角坐标系中作 UI 图线,则该图线为一条在纵轴上截距为 E、斜率为r 的直线。这条线即为电源的伏安特性曲线。如果再在此坐标系中作出外电阻 R 的伏安特性曲线为过原点的直线,斜率为 R,则两条线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态。此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率。依题意作电池甲和乙及电阻 R 的

11、伏安特性曲线。由于两电池分别接 R 时,R消耗的电功率相等,故这三条线必相交于一点,如图所示,由于 E1E2,所以 r1r2。作 R的伏安特性曲线,R的电阻值比 R 大,所以 R的伏安特性曲线的斜率大,如图所示。由图可知:当甲电池接 R时,P 1U 1I1当乙电池接 R时,P 2U 2I2,由于 U1U2,I 1I2,所以 P1P2。由分析知:A 、C 、D 错误,B 正确。19图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化 关系曲线。由图可知,两者不成线性关系,这是焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故,参考这条曲线回答下列问题:(不计电流表和电源的内阻)(1)若把三个这样的灯泡串联后,接到电动

12、势为 12 V 的电源上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。(2)如图乙所示,将两个这样的灯泡并联后再与 10 的定值电阻 R0 串联,接在电动势为 8 V 的电源上,求通过电流表的电流值以及每个灯泡的实际功率。【答案】 (1)0.4 A 10 (2)0.6 A 0.6 W 由此可以求出此时每个灯泡的实际电阻为:R 10 。U实I实 40.4(2)在图乙所示的混联电路中,设每个灯泡加上的实际电压和实际电流分 别为 U 和 I,在这个闭合电路中,有 EU2IR 0,代入数据并整理得:U 820 I,这是一个反映了电路约束的直线方程,把该直线在题图甲上画出,可得如图所示图象这两条图线的交点为 U2 V、I0.3 A,同时满足了电路结构和元件的要求,此时通过电流表的电流值 IA2I0.6 A ,每个灯泡的实际功率 PUI20.3 W0.6 W。

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