2025版新教材高中物理第二章電路及其應(yīng)用專項(xiàng)5電源的U-I圖像課時(shí)作業(yè)教科版必修第三冊

eq\a\vs4\al(專)eq\a\vs4\al(項(xiàng))5電源的U-I圖像提實(shí)力1．(多選)如圖所示是某電源的U-I圖像，則下列結(jié)論正確的是()A．電源的電動(dòng)勢為6.0VB．電源的短路電流為0.5AC．電流為0.2A時(shí)的外電阻是28.4ΩD．電源的內(nèi)阻為12Ω2．(多選)如圖所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源(外電路為純電阻電路)的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系圖線，下列說法中正確的是()A．路端電壓都為U0時(shí)，它們的外電阻相等B．電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等C．電源甲的電動(dòng)勢大于電源乙的電動(dòng)勢D．電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻3．(多選)如圖所示的U-I圖像中，直線Ⅰ為某電源路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U-I圖線．用該電源與電阻R連接成閉合電路，由圖像可知()A．R的阻值為1.5ΩB．電源電動(dòng)勢為3.0V，內(nèi)阻為1.5ΩC．電源的輸出功率為3.0WD．電阻R消耗的功率為1.5W4．如圖所示，直線A為某電源的U-I圖線，曲線B為某小燈泡D1，的U-I圖線的一部分，用該電源和小燈泡D1組成閉合電路時(shí)，小燈泡D1恰好能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是()A．此電源的內(nèi)阻為eq\f(2,3)ΩB．小燈泡D1的額定電壓為3V，額定功率為6WC．把小燈泡D1換成“3V，20W”的燈泡D2，D2能正常發(fā)光D．把小燈泡D1換成一個(gè)1Ω的定值電阻，電路中的電流為3A5．有四個(gè)電源甲、乙、丙、丁，其路端電壓U與電流I的關(guān)系圖像分別如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示．將一個(gè)阻值為6Ω的定值電阻分別與每個(gè)電源的兩極相接，使定值電阻消耗的功率最大的電源是()A．甲電源B．乙電源C．丙電源D．丁電源6．在電學(xué)探究試驗(yàn)課中，某組同學(xué)在試驗(yàn)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的阻值及電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)．依據(jù)所得數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U-I圖線．則()A．圖線b是電壓表V1的測量值所對應(yīng)的圖線B．電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻分別是E＝1.5V，r＝1.0ΩC．圖像中兩直線的交點(diǎn)表示定值電阻R0上消耗的功率為0.75WD．圖像中兩直線的交點(diǎn)表示此時(shí)電源的效率達(dá)到最大值7．2024年10月15日，我國勝利將遙感三十六號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，放射任務(wù)取得圓滿勝利．衛(wèi)星兩翼的太陽能電池板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能供衛(wèi)星運(yùn)用．如圖所示，圖線a是太陽能電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像(電池內(nèi)阻不是常量)，圖線b是某電阻R的U-I圖像．在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，則()A．電源的電動(dòng)勢為E＝5VB．電阻兩端的電壓為U＝4VC．通過電阻的電流為I＝0.4AD．太陽能電池的內(nèi)阻為5Ω8.如圖所示，甲圖中滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的改變狀況如乙圖中的AC、BC兩直線所示．不考慮電表對電路的影響．(1)電壓表V1、V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)的改變圖像應(yīng)分別為U-I圖像中的哪一條直線？(2)定值電阻R0的阻值和滑動(dòng)變阻器的總電阻R分別為多少？(3)求出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．專項(xiàng)5電源的U-I圖像1．答案：AC解析：A對：圖線在U軸的截距為電源的電動(dòng)勢，即6.0V．D錯(cuò)：圖線斜率的肯定值為電源的內(nèi)阻，r＝eq\f(6.0－5.2,0.5)Ω＝1.6Ω.C對：電流為0.2A時(shí)的外電阻是R＝eq\f(E,I)－r＝28.4Ω.B錯(cuò)：電流為0.5A時(shí)的路端電壓為5.2V，故0.5A并非是短路電流．2．答案：AC解析：A對：甲、乙兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0，U0)，外電路為純電阻電路，通過外接電阻的電流和電阻兩端的電壓相等，則外電阻相等．C對：圖線在U軸的截距表示電動(dòng)勢的大小，由圖知，E甲＞E乙．D錯(cuò)：圖線的斜率表示電源內(nèi)阻的大小(電動(dòng)勢與短路電流的比值)，由圖知電源甲的內(nèi)阻大于電源乙的內(nèi)阻．B錯(cuò)：電源的內(nèi)電壓U內(nèi)＝Ir，因r甲＞r乙，當(dāng)電流都為I0時(shí)，電源甲的內(nèi)電壓較大．3．答案：ABD解析：A對：由兩圖線的交點(diǎn)知，R＝eq\f(U,I)＝eq\f(1.5,1.0)Ω＝1.5Ω.B對：直線I在縱軸上的截距為電源電動(dòng)勢，即E＝3.0V，斜率的肯定值為電源內(nèi)阻，即r＝eq\f(E,I)＝eq\f(3.0,2.0)Ω＝1.5Ω.C錯(cuò)，D對：電源的輸出功率P出＝UI＝1.5W，也等于電阻R消耗的功率．4．答案：B解析：A錯(cuò)：圖線A斜率的肯定值表示內(nèi)阻，則r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(4－1,6)Ω＝0.5Ω.B對：因小燈泡D1正常發(fā)光，則額定電壓U＝3V，此時(shí)電流I＝2A，則額定功率P＝UI＝6W．C錯(cuò)：將小燈泡D1換成D2后，D2和D1額定電壓相同，但額定功率不同，燈泡D2在3V電壓時(shí)的電阻比D1小，與電源串聯(lián)時(shí)，分得的電壓小于3V，故不能正常發(fā)光．D錯(cuò)：將小燈泡D1換成1Ω的定值電阻，電流I′＝eq\f(E,r＋R)＝eq\f(8,3)A．5．答案：D解析：由閉合電路歐姆定律可知U＝E－Ir，得U-I圖像縱軸的截距為電源電動(dòng)勢，斜率的肯定值為電源內(nèi)阻，因此可知四個(gè)電源的電動(dòng)勢都為12V，而電源內(nèi)阻分別為r甲＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(12,1)Ω＝12Ω，r乙＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝6Ω，r丙＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝4Ω，r?。絴eq\f(ΔU,ΔI)|＝3Ω，定值電阻消耗的功率為P＝(eq\f(E,R＋r))2R，可知電源內(nèi)阻越小定值電阻消耗的功率越大，因此丁電源使定值電阻消耗的功率最大，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．6．答案：B解析：由題圖甲可知，V1測量電源的路端電壓，V2測量R0兩端的電壓，路端電壓隨電流增大而減小，定值電阻兩端電壓隨電流增大而增大，由題圖乙所示圖像可知，圖線a是電壓表V1的測量值所對應(yīng)的圖線，圖線b是V2的測量值所對應(yīng)的圖線，故A錯(cuò)誤；由電源的U-I圖像可知，圖像縱軸截距為1.5V，則電源電動(dòng)勢E＝1.5V，電源內(nèi)阻r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(1.5－1.0,0.5)Ω＝1.0Ω，故B正確；兩圖線交點(diǎn)表示兩電壓表示數(shù)相等，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，只有定值電阻接在電源兩端，由圖乙可知，此時(shí)定值電阻兩端電壓為1.0V，電路中電流為0.5A，則當(dāng)該電源只給定值電阻R0供電時(shí)R0消耗的功率P＝UI＝1.0×0.5W＝0.5W，故C錯(cuò)誤；電源的效率為η＝eq\f(1,1＋\f(r,R外))×100%，外電路電阻R外越大，電源效率越高，圖像中兩直線相交時(shí)，外電路電阻最小，電源效率最低，故D錯(cuò)誤．7．答案：D解析：由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir，當(dāng)I＝0時(shí)，E＝U，由圖線a與縱軸的交點(diǎn)讀出電源的電動(dòng)勢為E＝4V，A錯(cuò)誤；依據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻兩端的電壓為U＝3V，電流為I＝0.2A，B、C錯(cuò)誤；此時(shí)太陽能電池的內(nèi)阻為r＝eq\f(E－U,I)＝5Ω，D正確．8．答案：(1)見解析(2)3Ω12Ω(3)8V1Ω解析：(1)電流增大，路端電壓減小，定值電阻R0分壓增大，V1示數(shù)改變?nèi)缰本€AC所示；V2示數(shù)改變?nèi)缰本€BC所示．(2)依據(jù)歐姆定律，定值電阻R0＝eq\f(ΔUAC,ΔIAC)＝eq\f(6.0－1.5,2.0－0.5)Ω＝3Ω.當(dāng)電流取最小值I0＝0.5A時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓UR＝UB－UA＝(7.5－1.5)V＝6V，滑動(dòng)變阻器的總電