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(共17張PPT)
《浙江省高中物理學業水平考試暨高考選考科目考試說明》能力考核要求的第五點應用數學能力中提出：能根據具體問題列出物理量之間的關系式，進行推導和求解，并根據結果得出物理結論；必要時能運用幾何圖形、函數圖象進行表達和分析。可見，新高考認為運用圖象解決問題的能力是物理學十分重要的學科素養之一。
恒定電流中的圖像問題
例1. 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，小燈泡額定電壓為2.5V、電流為0.3A。
（3）正確測量獲得的伏安特性曲線如圖所示，當電壓大于U0之后，小燈泡的伏安特性曲線接近為傾斜的直線，說明小燈泡電阻隨電壓增大而 (填“變大”、“變小”或“不變”)。
問題：誰的I-U圖象？
變大
I2
I1
U2
U1
為什么我們計算電阻時會想到 ？
一、導體的伏安特性I-U圖線（或U-I圖線）
原理：部分電路的歐姆定律
（電阻定義式）
變形后，得
I
U
0
小結：由導體的I-U圖線可以直接獲得加在導體兩端的電壓和流過的電流的數值，并根據電阻定義式計算導體的電阻（或求功率）。
例2 某校課外研究小組成員想了解一下玩具電動機的工作性能。用如圖所示的電路進行實驗，得到如右圖所示U-I圖象，已知當兩端的電壓達到0.3V以上時，電動機正常轉動。
（2）當電壓為0.3V時，該電動機的線圈電阻約為 Ω
問： 誰的I-U圖象？
1.54
0.67
（1）當電壓為0.2V時，該電動機的線圈電阻約為 Ω
8.57？
0.67？
二、電動機的I-U圖象
1.電動機不轉時：電能
2.電動機轉動時：
熱能
U I t = I2 R t
U=IR
電能
熱能
機械能
（非純電阻）
U I t = I2 R t +E機
U>IR
（純電阻）
例2 某校課外研究小組成員想了解一下玩具電動機的工作性能。用如圖所示的電路，進行實驗，得到如右圖所示U-I圖象，已知兩端的電壓達到0.3V以上時，電動機正常轉動。
（2）當電壓為0.3V時，該電動機的線圈電阻約為 Ω
0.67
（1）當電壓為0.2V時，該電動機的線圈電阻約為 Ω
0.67
小結：電動機不轉時，其電阻可以由電阻定義式求得；而當電動機正常工作時，則需要從能量守恒觀點加以分析，此時
R+
例3 在電學探究實驗課中，某組同學在實驗室利用如圖甲所示的電路圖連接好電路，并用于測定定值電阻R0、電源的電動勢E和內電阻r．調節滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學記錄了電流表A和電壓表V1的測量數據，另一同學記錄了電流表A和電壓表V2 的測量數據．根據所得數據描繪了如圖乙所示的兩條U-I直線，則有（ ）

A．圖象中的圖線乙是電壓表V1的測量值所對應的圖線
B．由圖象可以得出電源電動勢和內阻分別是E=1.50V，r=1.0Ω
C．當該電源只給定值電阻R0供電時，R0消耗的功率為0.75W
D．圖象中兩直線的交點表示在本電路中該電源的效率達到最大值
B
問： 圖線甲是誰的U-I圖象？
三、電源的特征圖線U-I圖象
原理：閉合電路歐姆定律
（外電路為純電阻）
變形后，得
U
I
E
0
I短
=
或
Δ 利用U-I圖象解決問題時的注意事項：
1.弄清楚研究對象（電阻、電動機、電源等）
2.根據相應原理，列出函數關系式求解。
例4 （多選）某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標上，如圖中的a、b、c所示，以下判斷正確的是（ ）

A．直線a表示電源的總功率PE —I圖線
B．曲線c表示電源的輸出功率PR—I圖線
C．電源的電動勢E=4 V，內電阻r=1Ω
D．當電流為0.5A時，外電路的電阻為6Ω
四、電源功率的有關圖象
電源總功率
電源熱功率
電源輸出功率
純電阻電路：P出＝I2R＝
③當R＜r時，隨著R的增大輸出功率越來越大。
P
I
0
Pr
I
0
①當R＝r時，電源的輸出功率最大，為Pm＝
②當R＞r時，隨著R的增大輸出功率越來越小
0
R
r
Pm
例4 （多選） 某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標上，如圖中的a、b、c所示，以下判斷正確的是（ ）

A．直線a表示電源的總功率PE —I圖線
B．曲線c表示電源的輸出功率PR—I圖線
C．電源的電動勢E=4 V，內電阻r=1Ω
D．當電流為0.5A時，外電路的電阻為6Ω
AD
問題：怎么理解b圖線？
電源輸出功率：
（純電阻、非純電阻電路都適用）
圖線是一條拋物線
練習 將一電源僅與一電阻箱連接成閉合回路，測得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數R變化的關系圖線如圖所示，由此可知（ ）
A、電源最大輸出功率可能大于45w
B、電源內阻一定等于5Ω
C、電源電動勢為45V
D、電阻箱所消耗的功率P最大時，電源效率大于50%
B
本題電阻箱的功率即是電源的輸出功率，同時也可看成是可變電阻的功率，電阻的功率有哪些類型，該怎么求？
五、電阻的功率有關圖象
1.定值電阻
2.可變電阻
P
I
0
P＝I2R＝
0
R
r’
Pm
例5 如圖所示，電源的電動勢為6V，內阻為1Ω，定值電阻R1=2Ω，滑動變阻器R2全電阻為2Ω，當閉合開關后，下列說法錯誤的是 （ ）
A、當R2為1Ω時，R1消耗的功率最大
B、通過改變R2的阻值，路端電壓的最大值為4.8V，最小值為4V
C、R2的阻值越小，R1消耗的功率越大
D、當R2阻值為2Ω時，R2消耗的功率最大
A
定值電阻，看電流
可變電阻
定值電阻，看電流
當R2=r’=R1+r=3Ω時，P2取最大
0
R
r’
Pm
課堂小結
解決恒定電流中的圖象問題的一般步驟：
1.看清楚是哪個研究對象的圖象；（純電阻、電動機、電源等）
2.看清楚橫軸和縱軸表示什么物理量；（U、I、P等）
3.找到兩物理量之間的聯系；（函數關系式）
4.結合圖線和函數關系式得出結論。
思考 如圖所示，電源電動勢E＝8 V，內阻r＝2 Ω，R0＝1 Ω，直流電動機內阻R0′＝1 Ω，當調節滑動變阻器R1時可使甲電路輸出功率最大，調節R2時可使乙電路輸出功率最大，且此時電動機剛好正常工作(額定功率為P0＝2 W)，則R1和R2的值分別為 (　　)
A．1 Ω，1.5 Ω B．1Ω，0.5 Ω
C．3Ω，2 Ω D．3 Ω，2.5 Ω
A

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