1、微专题 17-3图像问题 知识解读 图像问题 1、对于简单电路，可以直接从UI或IU图象上找出对应的电压、电流值，然后利用公 式RU I计算出电阻，利用公式 PUI计算出电功率。 2、对于串、并联电路，我们可以利用串、并联电路电流、电压的特点，结合欧姆定律的相 关公式或电功率的公式进行解题。 （1）对于串联电路，可以利用串联电路的电流处处相等，找对应的两个电压值，然后解 题； （2）对于并联电路，可以利用并联电路各支路两端的电压相等，找对应的两个电流值， 然后解题。 典例解读 类型一、I-U 图像 例 1、如图所示是通过额定电压为 6 V 的小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图 象，则关于该小
2、灯泡下列说法中正确的是（） A、小灯泡的电阻是一个定值B、小灯泡的额定电流是 0.3 A C、小灯泡的额定功率是 1.5 WD、电压为 4 V 时小灯泡的电阻是 0.2 【答案】 C. 【解析】 由图可知小灯泡的IU关系图象是一条曲线， 说明通过灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比， 也说明小灯泡的电阻是变化的，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大；根据图象可知，小灯泡 的额定电压为 6 V 时，通过小灯泡的额定电流是 0.25 A，小灯泡的额定功率为P额U额I额6 V 0.25 A1.5 W；当小灯泡两端电压为 4 V 时，通过小灯泡的电流为 0.2 A，由IU R变形可 知此时小灯泡的电阻：RU
3、I 4 V 0.2 A20 。 【易错提示】对于此类题目，一定要看清楚横、纵坐标所表示的意义，有的题目是 I-U 图像，有的则 是 U-I 图像！ 例 2、如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为 1 2 V。闭合开关 S 后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程 中，小灯泡的IU关系图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_W，电源电压为 _V。滑动变阻器的最大阻值为_。 【答案】 24； 12；9. 【解析】由图乙可知，当小灯泡两端电压为额定电压 12 V 时，通过灯泡的电流I=2.0 A，所以小灯泡 的额定功率为P额=U额I=12 V2.0 A=24 W；当滑动变阻器滑片在最左端时，滑动
4、变阻器连入电 路的电阻为 0，灯泡两端电压等于电源电压，所以U=UL=12 V；当滑动变阻器滑片在最右端时， 滑动变阻器最大阻值连入电路中，由图乙可知：UL=3 V，I=1.0 A，则 3 V+1.0 AR=12 V，解 得R=9 。 类型二、P-I 图像 例 3、电阻式传感器广泛应用于测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻，一同学 用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R0为定值电阻，R为电阻式传感器， 当控制其阻值从 0 变为 60 时，测得传感器的电功率与通过它的电流的关系图象如图 乙所示，已知电源电压恒定不变。 （1） 当通过传感器的电流为 0.1 A 时， 传感器的电阻
5、为多少？ （2）求P1的值。 （3）求R0的阻值。 【答案】（1）60 ； （2）0.6 W； （3）15 . 【解析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 (1)由题知，电阻式传感器的阻值从 0 变为 60 时，传感器的电功率与通过它的电流的关系 图象如图乙所示；由图乙可知，通过传感器的电流最小为 0.1 A，由欧姆定律可知此时电路中 的总电阻最大，传感器的电阻最大，即为 60 。 (2)当I0.1 A 时，P1的值：P1I 2R(0.1 A)260 0.6 W。 (3)当电路中的电流I0.1 A 时， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以由公式IU
6、 R变 形可得电源的电压：UI(R0R)0.1 A(R060 )； 当R0 时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知最大电流为 I0.5 A， 则电源的电压：UIR00.5 AR0。 因电源的电压不变，所以 0.1 A(R060 )0.5 AR0，解得：R015 。 例 4、在测量小灯泡的电功率实验中，描绘出通过小灯泡的电流I与小灯泡两端电压U的关 系图象如图所示则下列表示该灯泡的功率P与I 2、U2的关系图象中，可能正确的是（ ） ABC D 培优训练 一、选择题 1 1、灯泡 L 与定值电阻R的IU图像如图所示若将 L 与R串联在 8 V 的电源上， 下列说法正确的是()
7、 A灯泡的电阻是 10 B灯泡两端的电压是 8 V C电路中的电流是 1.5 A D电路消耗的总功率是 4 W 2 2、定值电阻R与灯泡 L 的电流随电压变化关系的图像如图所示，现将它们串联 接在电压恒为 6 V 的电源两端，则下列判断正确的是() A电路中的电流为 0.24 A B定值电阻的阻值是灯泡阻值的 3 倍 C定值电阻与灯泡消耗的实际功率之比为 21 D通电 2 min，灯泡消耗的电能是 180 J 3 3、标有“6 V4.8 W”的小灯泡 L 和标有“6 V3.6 W”的小型电加热器R，它们电流与 电压变化的关系如图甲所示，现将它们连入图乙所示电路中，闭合开关，其中一个用电 器正常
8、工作，下列说法正确的是() 【答案】C. 【解析】在U-I图象中，图线的斜率表示电阻的倒数。由图像知道，电压和电流增大时，灯泡的实际 功率增大，但图线的斜率越来越小，说明灯泡的温度升高，即灯泡的电阻随温度的升高而增 大；由P=I 2R 知道在P-I 2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻 R，而电阻R会随温度的升高 而增大， 故 AB 错误； 由P=U 2/R 知道在P-U 2图象中， 图象上某点切线的斜率为电阻的倒数 1/R， 因随温度的升高R增大，所以 1/R应减小，故 C 正确，D 错误，故选 C。 A. 电源电压为 12 VB. 小灯泡的灯丝电阻与电压、电流有关 C. 电源电压减小 2
9、V，电流表示数为 0.5 AD. 电源电压减小 2 V，电压表与电流表示 数的比值变小 4 4、 图甲是小灯泡的IU图像， 将此灯泡 L 与滑动变阻器R串联在电压为 4.5 V 的电路中(如 图乙)，闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为 0.75 W 时，下列说法正确的是() 甲乙 A. 电流表的示数为 0.2 AB. 电路消耗的总功率为 1.35 W C. 滑动变阻器R接入电路中的电阻为 15 D. 10 s 内滑动变阻器R产生的热量为 13.5 J 5 5、正确显示灯泡阻值的图像的是() 6 6、现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的UI图像如 图所示将这些元
10、件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向 右滑动的过程中， 电压表的示数从 5 V 开始减小， 电流表的示数从 0.3 A 开始增大 下 列结论正确的是() A. 电源的电压为 5 V B. 小灯泡的最大功率为 0.3 W C. 滑动变阻器的最大阻值为 20 D. 整个电路的最小功率是 1.8 W 7 7、如图甲，R1为定值电阻，RP为滑动变阻器，闭合开关，RP 的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图像如图 乙，下列说法正确的是() A. 电源电压为 3 V，R1阻值为 1.8 B. 电路消耗的最小功率为 0.2 W C. 当RP总阻值的3 5接入电路时，它与定值电阻消耗的
11、功率之比为 65 D. 当电流为 0.4 A 时，R1与RP连入电路的阻值之比为 12 8 8、如图甲所示电路的电源电压为 3 V，小灯泡的额定电压为 2.5 V，图乙是小灯泡的IU 图像闭合开关 S 后，下列判断正确的是() 甲乙 A. 滑动变阻器的滑片P向左滑动时，灯泡变暗 B. 电流表示数为 0.4 A 时，小灯泡的电阻是 25 C. 电压表示数为 2.5 V 时，小灯泡的功率是 1.25 W D. 小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是 0.25 W 9 9、额定电压均为 6 V 的甲、乙两灯，IU图线如图所示下列说法正确的是 () A. 甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小 B. 甲、
12、乙两灯的额定功率之比为 41 C. 甲、乙两灯并联接在电压为 2 V 的电源两端时，电阻之比为 32 D. 甲、乙两灯串联接在电压为 8 V 的电源两端时，实际功率之比为 13 1010、如图甲所示电路，分别把定值电阻R1、R2(R1R2)接入A、B之间后进行实验，并根据电 流表和电压表示数画出A、B之间电阻的PU图像，如图乙所示如果把R1和R2并联后 接入A、B之间进行实验，同理，可以在图乙中画出它的PU图像.则图像所对应的 电阻和图像所在的区域分别是() 甲乙 A.R1和B.R1和C.R2和D.R2和 1111、在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R18 ，R2为定
13、 值电阻但看不清标识滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电 功率P随MN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取 2 和 8 时电 功率相同，则以下说法正确的有() 定值电阻R24 ；电源的电压为 6 V； 电压表的最大示数为 4.5 V；滑动变阻器的最大电功率为 2.25 W 甲乙 A. B. C. D. 1212、 （多选）（多选）如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关 S 闭合，滑动变阻 器 R2的滑片 P 由 a 端移动到 b 端，两电表示数变化关系如图乙所示。则下列说法中正确 的是() A电源电压为 14 V BR2的最大阻值是 30 C滑
14、片 P 由 a 向 b 恰好移动三分之一长度时 R1的电功率为 1.25 W D滑片 P 在 a 端时，2 分钟内 R2消耗的电能是 144 J 二、填空题 1 1、如图甲所示电路中，电源电压 12 V 且保持不变闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片置于 中点c时，R1消耗的功率为P1；当滑片移至b端时，R1消耗的功率为P2.滑片移动过程中 电流表与电压表的示数变化关系如图乙所示，则P1P2_ 第 1 题图第 2 题图 2 2、如图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电 流变化的关系如图乙所示图乙中的a、b两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相 对应，则电源电
15、压为_V. 3 3、如图甲所示，将额定电压为 2.5 V 的小灯泡接入电源电压为 4.5 V 的电路中，闭合开关 调节滑动变阻器滑片 P，记录相应电压表和电流表示数，绘制成如图乙所示的 UI 图像， 则小灯泡的额定功率为W，小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻是 。 甲 乙 第 3 题图第 4 题图 4 4、如图甲的电路中，R1、R2的电流与电压的关系如图乙所示，闭合开关，R1消耗的功率为 P1，电路消耗的总功率为P2，则R1R2_；P1P2_ 5 5、如图甲所示是标有“2.5 V”字样的小灯泡 L 的电阻随它两端电压变化的图像将小灯泡 L 和电阻R接入图乙所示的电路中，电源电压为 6
16、V当开关 S 断开时，小灯泡的阻值为 _；当开关 S 闭合时，小灯泡恰能正常发光，则电阻R消耗的功率为_W. 甲乙甲 乙 第 5 题图第 6 题图 6 6、如图甲所示，电源电压保持不变当闭合开关 S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端， 两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示则电源电压为_V，滑动变阻器R2的 最大阻值是_. 7 7、某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥小文将大 米等食材放入电饭煲内，接通 220 V 家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早 餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，电饭煲加热过程消 耗的电能是_kWh.已知小
17、文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示， S 是接通家庭电路的开关， S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝， 则R2_. 甲乙 三、计算题 1 1、某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表 A 的示数I之间 的变化关系， 得到P与I之间的关系如图乙所示 图甲中R0为定值电阻， 电源电压不变 求： 甲乙 (1)滑动变阻器R消耗的最大功率为多少？ (2)滑动变阻器R的阻值为多大时，滑动变阻器R消耗的功率最大 (3)滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式 微专题 17-3图像问题 例 1、 【答案】 C. 【解析】由图可知小灯泡的IU关系图象是一条曲线，
18、说明通过灯泡的电流与灯泡两端电 压不成正比，也说明小灯泡的电阻是变化的，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大；根据图 象可知，小灯泡的额定电压为 6 V 时，通过小灯泡的额定电流是 0.25 A，小灯泡的额定功 率为P额U额I额6 V0.25 A1.5 W；当小灯泡两端电压为 4 V 时，通过小灯泡的电流 为 0.2 A，由IU R变形可知此时小灯泡的电阻：R U I 4 V 0.2 A20 。 【易错提示】 对于此类题目， 一定要看清楚横、 纵坐标所表示的意义， 有的题目是 I-U 图像， 有的则是 U-I 图像！ 例 2、 【答案】 24； 12；9. 【解析】由图乙可知，当小灯泡两端电压为额
19、定电压 12 V 时，通过灯泡的电流I=2.0 A， 所以小灯泡的额定功率为P额=U额I=12 V2.0 A=24 W；当滑动变阻器滑片在最左端时，滑 动变阻器连入电路的电阻为 0，灯泡两端电压等于电源电压，所以U=UL=12 V；当滑动变阻 器滑片在最右端时，滑动变阻器最大阻值连入电路中，由图乙可知：UL=3 V，I=1.0 A，则 3 V+1.0 AR=12 V，解得R=9 。 例 3、 【答案】（1）60 ； （2）0.6 W； （3）15 . 【解析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 (1)由题知，电阻式传感器的阻值从 0 变为 60 时，传感器
20、的电功率与通过它的电流的关 系图象如图乙所示；由图乙可知，通过传感器的电流最小为 0.1 A，由欧姆定律可知此时电 路中的总电阻最大，传感器的电阻最大，即为 60 。 (2)当I0.1 A 时，P1的值：P1I 2R(0.1 A)260 0.6 W。 (3)当电路中的电流I0.1 A 时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以由公式I U R变形可得电源的电压：UI(R 0R)0.1 A(R060 )； 当R0 时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知最大电流为 I0.5 A， 则电源的电压：UIR00.5 AR0。 因电源的电压不变，所以 0.1 A(R060 )0.5
21、AR0，解得：R015 。 例 4、 【答案】C. 【解析】在U-I图象中，图线的斜率表示电阻的倒数。由图像知道，电压和电流增大时，灯 泡的实际功率增大，但图线的斜率越来越小，说明灯泡的温度升高，即灯泡的电阻随温度的 升高而增大；由P=I 2R 知道在P-I 2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻 R，而电阻R会随 温度的升高而增大，故 AB 错误；由P=U 2/R 知道在P-U 2图象中，图象上某点切线的斜率为电 阻的倒数 1/R，因随温度的升高R增大，所以 1/R应减小，故 C 正确，D 错误，故选 C。 培优训练 一、选择题 1、D2、C3、C4、B5、C6、D7、C 8、D9、D10、C
22、11、C12、BCD 二、填空题 1、169 2、12 3、0.6258 4、31 ；14 5、 2； 0.875 6、 6； 20 7、 0.88； 220 三、计算题 1、解：(1)由图乙可知，滑动变阻器R消耗的最大功率为 4 W. (2)当I11 A 时，P最大4 W，由PI 2R 得，此时滑动变阻器R的阻值： RP 最大 I 2 4 W （1 A） 24 . (3)当滑动变阻器R接入的阻值为 0 时，电路中的电流最大I22 A， 电源电压：UI2R02 AR0， 当滑动变阻器R接入的阻值为 4 时，此时电路中的电流为I11 A， 电源电压：UI1(R0R)1 A(R04 )， 由可得：2 AR01 A(R04 )， 解得：R04 ， 将R0代入式可解得，U8 V， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，滑动变阻器R两端电压： URUIR084I.
