专题11 电学图像(原卷版)

模块四 电学

专题11 电学图像

*知识与方法

一、I—U图像

（1）定值电阻的I—U图：过原点的倾斜直线，即正比例函数图像；任意一点坐标都可以求定值电阻的阻值；对于多个图线，谁更靠近U轴谁代表的电阻更大。

（2）灯泡（阻值变化）的I—U图：曲线，因为灯泡电阻是变化的；通常向U轴弯曲，因为灯泡电阻随温度的升高而变大；不同点的坐标求出的是灯泡在不同电压下的阻值。

二、I—R图像

在探究通过导体的电流与导体电阻关系的实验中，I-R图像说明：电压一定时，电流与电阻成反比。

三、P-U图和P-I图

定值电阻的P—U 图和P—I图：根据P RU2，P = I2R，定值电阻的P—U图和P—I图是过原点开口向上的抛物线，根据任意一点的坐标都能求定值电阻的阻值。

四、电学图像分析方法：

1.看横、纵坐标代表的物理量及单位，若多图中含多条线，分析清每条线与用电器的对应关系；

2.运用相关公式；

3.分析图像变化规律，弄清图像起点、终点、特殊点（拐点、交点）含义；

4.结合电路图进行定量分析。

*针对训练

一、单选题

1．（2023秋·全国·九年级专题练习）阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的I﹣U图线如图所示。从图中得出的下列结论中正确的是（ ）

A．由图象可以推理得到21RR

B．1R、2R串联后的总电阻的I﹣U图线在区域Ⅲ

C．1R、2R并联后的总电阻的I﹣U图线在区域Ⅲ

D．1R、2R串联后的总电阻的I﹣U图线在区域Ⅲ

2．（2023秋·河南南阳·九年级校考期末）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑片P从最右端逐步移到最左端，记录电流表、电压表的示数，并根据记录的数据作出R1和R2的“U-I”关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是 （ ）

A．图线Ⅲ为R2的“U-I”图像

B．当R1= R2时，电流的大小0.2A

C．R1的阻值为30Ω

D．电源电压为8V

3．（2023秋·北京·九年级统考期末）已知甲、乙两灯的额定电压均为6V，图是甲、乙两灯电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端，要使其中一个灯泡正常发光，并保证电路安全。下列判断正确的是（ ）

A．能正常发光的是甲灯

B．电路总电压是12V

C．电路的电流是1.0A

D．若将两灯并联接入另一电路，两灯都正常发光，电路总功率是9W

4．（2022·江苏苏州·苏州高新区实验初级中学校考三模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为可变电阻（R的最大阻值大于R0的阻值）。闭合开关，则下列描述的电路中电流I的倒数1I、R0两端电压U的倒数1U、电路消耗的总电功率P总、R0的电功率P0随R的阻值变化的关系图线中正确的是（ ）

A． B． C． D．

5．（2023秋·重庆·九年级校考期末）如图所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为电阻箱，闭合开关S，调节电阻箱，多次记录电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表的示数为I。以下是用图像描述各物理量之间的关系，其中正确的是（ ）

A． B．

C． D． 6．（2022秋·浙江宁波·九年级统考期末）如图甲是某同学“探究定值电阻的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（ ）

A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线

B．电源电压为4.5V

C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω

D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W

7．（2022秋·黑龙江大庆·九年级校考期末）在如图甲所示的电路图中，R1的阻值是40Ω，滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻的关系图像如图乙所示。则R2消耗的最大功率是（ ）

A．0.9W B．0.45W C．1.8W D．0.225W

二、多选题

8．（2023秋·北京密云·九年级统考期末）如图甲所示，两灯泡并联在电路中，L1的额定电压为3V，L2的额定电压为2V，通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示。闭合开关后，其中一个灯泡正常发光，另一个不损坏，下列说法正确的是（ ）

A．当电源电压为3V，正常发光的小灯泡是L2，其额定功率为0.75W

B．当电源电压为2V，正常发光的小灯泡是L2，其额定功率为0.6W

C．当电源电压为2V，正常发光的小灯泡是L1，其额定功率为0.4W

D．当电源电压为2V，小灯泡L1和L2的总功率为1W

9．（2020秋·湖北孝感·九年级统考期末）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片P自b端向左移动的过程中要确保电表安全，关于电阻R1的功率P1与电流表示数I的关系图像和电路总功率P总与电流表示数I的关系图像中错误的是（ ）

A． B．

C． D．

10．（2023秋·河南郑州·九年级校考期末）闭合开关S，滑片P从b端移动到a端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示；滑片P移到a端时，小灯泡恰好正常发光。下列说法中正确的是（ ）

A．小灯泡的额定电压为3V

B．该电路总功率变化范围为12W~24W

C．滑动变阻器的最大阻值为9Ω

D．小灯泡正常发光1min，消耗的电能为24J

11．（2022春·湖南长沙·九年级长沙市开福区青竹湖湘一外国语学校校考期中）如图甲所示，是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，电源电压U恒定不变，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器滑片P从a端移向b端的过程中，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了1、2、3三条图线，如图乙所示。下列选项正确的是（ ）

A．电压表示数变小，电流表示数变大

B．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值减小

C．乙图中1是定值电阻R0的功率与电流的关系图线

D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W

三、填空题

12．（2023秋·广东阳江·九年级统考期末）将小灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路中，电源电压不变，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图像，则电源电压为________V，只闭合开关S1时小灯泡L的电阻为________Ω；再闭合开关S2后，电路的总功率为________。

四、实验题

13．（2023秋·河北张家口·九年级张家口东方中学校考期末）小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整______（导线不允许交叉）；

（2）连接电路时，开关应______（选填“闭合”或“断开”）；

（3）开关闭合前，应把滑动变阻器的滑片调到最______端（选填“左”或“右”）；

（4）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像：

①由图像可以得出结论：电压一定时，______；

②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是______，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为______V时，读出电流表的示数；

（5）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。

14．（2021·江苏南京·统考一模）在测量小灯泡功率实验中，有两只小灯泡L1、L2，其额定电流分别为0.4A、0.5A。

（1）图甲是小明测量小灯泡L1功率时连接的电路。

①用一根导线将电路连接完整（连线不得交叉）；________

②正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表有示数。则电路的故障可能是_________；

③排除故障后闭合开关，移动滑片使小灯泡L1正常发光，此时电压表的示数如图乙所示。则小灯泡L1的功率为______W；

④小明根据实验数据绘出小灯泡的U—I特性曲线如丙图所示，图丁所示小灯泡功率P的图像中正确的是_______。

A．B．C．D．

（2）小华用图戊所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率，电源电压恒定，R1、R2是最大阻值均为R0的滑动变阻器（灯泡L2的额定电流记为I额）。

①闭合S，S1接1，_______，移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A；

②再将S1接2，保持_______不变，移动______的滑片，使电流表的示数仍为0.5A；

③保持R1滑片位置不动，将R2滑片移到最左端，读出电流表的示数I1，再将R2的滑片移到最右端，读出电流表的示数I2；

④小灯泡L2额定功率P额=______（用I额、R0、I1、I2表示）。

五、计算题

15．（2020·江苏常州·统考一模）如图甲是某型号电压力锅简化的工作电路图，R0是保温电阻，R1是主加热电阻，R2是副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压→保压→保温”三个阶段，通过如图乙所示的锅内气体压强p与时间t的关系图像可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S，S自动接到a， 同时S1自动闭合， 电压力锅进入加热升压状态； 当锅内气体压强达到180kPa时，S1自动断开，进入保压状态，当锅内气体压强降至160kPa时，S1又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，S自动接到b，进入保温状态。整个工作过程消耗的总的电功率P与时间t的关系如图丙所示。问：

(1)R0、R1和R2的阻值分别是多大？

(2)电压力锅煮饭时，从正常加热升压到保压状态结束，共消耗的电能是多少？

(3)电压力锅处于保温状态时锅内温度保持不变，处于升压状态时的散热功率与保温状态相同，则电压力锅处于升压状态时的加热效率是多少？