专题11 电学图像（解析版）.docx

1、模块四 电学专题11 电学图像*知识与方法一、IU图像（1）定值电阻的IU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IU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、IR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PU 图和PI图：根据P ，P = I2R，定值电阻的PU图和PI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

2、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IU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B、串联后的总电阻的IU图线在区域C、并联后的总电阻的IU图线在区域D、串联后的总电阻的IU图线在区域【答案】B【解析】A根据图象可知，相同的电压下，通过的电流较大，由欧姆定律知，故A错误；BD两个电阻

3、串联后，总电阻等于两个电阻之和，所以相同电压下，由欧姆定律可知，总电流小于任何一个电阻中的电流，即在区域内，故D错误，B正确；C两个电阻并联后，总电阻比任何一个电阻都小，所以相同电压下，由欧姆定律可知，总电流比通过任何一个电阻的电流都大，即在区域内，故C错误。故选B。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图线为R2的“U-I”图像B当R1= R2时，电流的大小0.2ACR1的阻

4、值为30D电源电压为8V【答案】D【解析】A两电阻串联，电压表V1测R1的两端电压，电压表V2测R2的两端电压，滑片在最左端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，由图像可得，图线I反映电压表V2示数（即R2的两端电压）随电流的变化，则图为R1的“U-I”图像，故A错误；B串联电路各处的电流相等，当R1= R2时，由U=IR可得，则两电阻的两端电压相同，由图乙知，即为两图线的交点，可知电流为0.4A，故B错误；C当滑片移动到最左端时，电路中只有R1，电压表V2示数为0，电路的电流为0.8A，由欧姆定律可得，R1的阻值为故C错误；D由图知，当电流为0.4A时，两电压表示数均为4V

5、，根据串联电路的电压特点可知，电源电压等于各用电器的两端电压即两电压表示数之和，即U=4V+4V=8V故D正确。故选D。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12VC电路的电流是1.0AD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【答案】D【解析】ABC甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图像可知：甲灯的额定电流为1A，乙灯的额定电流为0.5A，因串联电路中各处的电流相等，所以，两灯泡

6、串联时，电路的最大电流I=0.5A，此时乙灯能正常发光，由图像可知，当电流为0.5A时所对应的电压分别为U甲=2V，U乙=6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压为U电=U甲+U乙=2V6V=8V故ABC 错误；D将两灯并联接入另一电路，两灯都正常发光，则电源电压等于额定电压6V，此时通过甲灯的电流为1A，通过乙灯的电流为0.5A，根据并联电流特点可得，干路电流为I=I1I2=1A0.5A=1.5A电路总功率为P=UI=6V1.5A=9W故D正确。故选D。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

7、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、R0两端电压U的倒数、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（）ABCD【答案】B【解析】A闭合开关，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。设电源的电压为U总，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的电流电流I的倒数电流I的倒数与R的关系为一次函数，不过原点，故A错误；B电压表的示数电压U的倒数电压U的倒数与R的关系为一次函数，不过原点，故B正确；C电路的总功率 则R的阻值最大时，总功率不为0，故C错误；DR0的电功率据此可知P0与R不是一次减函数关系，故D错误。

8、故选B。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（）ABCD【答案】B【解析】A从选项的图中可以看到，横轴为电压表V1的示数U1，纵轴为电流表的示数I，再观察电路图，电压表V1测量定值电阻R1的电压，电流表的示数I大小等于流过定值电阻R1的电流，那么电压表V1的示数与电流表的示数之比，为定值电阻R1的阻值大小，电压表V1的示数与电流表的示数成正比，故A错误；B从选项的图中可以看到，横轴为，纵轴为，再观察

9、电路图，可知道和的乘积为电源电压的大小，即而电源电压恒定，那么和的乘积为定值，它们成反比，故B正确；C从选项的图中可以看到，横轴为电压表V2的示数U2，纵轴为电压表V1的示数U1，根据串联电路的电压规律，各部分电压之和等于电源电压，当电压表V2的示数增到最大时，定值电阻R1也是有电阻值的，电压表V1是有示数，不为零，所以该选项的图不符合题意，故C错误；D从选项的图中可以看到，横轴为电压表V2的示数U2，纵轴为，再观察电路图，可知道U2和的比值为电阻箱R2的阻值，因为电阻箱在调节中，R2的阻值在变化，U2和的比值在变化，选项的图中图像不应该为直线，故D错误。故选B。6（2022秋浙江宁波九年级统

10、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4.5VC滑动变阻器接入电路的最大阻值为6D滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W【答案】D【解析】A由可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图像可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P09W，此时电路中的电流为3A，由可得，电阻R0的阻值故A错误；B电源电压U

11、不变，由可知，电源总功率P总与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线，由图像可知，电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a，由图像可知，电源总功率为9W时，电流为3A，由可得，电源电压故B错误；C综合上述分析可知，图像c为滑动变阻器R消耗的电功率PR和电流I的变化曲线，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，由图像可知，电路最小电流由可知，此时电路的总电阻因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的最大阻值，故C错误；D图线a表示P总I图像，图线b表示P0I图像，则图线c表示PRI图像，设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所

12、以，由可得，滑动变阻器两端的电压则滑动变阻器消耗的电功率根据抛物线顶点的公式可知所以，当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率为，故D正确。故选D。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40，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（）A0.9WB0.45WC1.8WD0.225W【答案】A【解析】由电路图可知，R1与R2串联；由图像乙可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻R2=20时，R2的电功率为：P2=0.8W，因串联电路中各处的电流相等，所以由P=I2R可得，电路中的电流为因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以

13、由可得，电源的电压U=I(R1+R2)=0.2A(40+20)=12V由图像乙可知，滑动变阻器的阻值为40时，R2消耗的电功率最大，此时电路中的电流为则R2消耗的最大功率为P2=I2R2=(0.15A)240=0.9W故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。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0.75WB当电源电压为2V，正常发光的小灯泡

14、是L2，其额定功率为0.6WC当电源电压为2V，正常发光的小灯泡是L1，其额定功率为0.4WD当电源电压为2V，小灯泡L1和L2的总功率为1W【答案】BD【解析】A当电源电压为3V，由并联电路电压特点可知，L2两端的实际电压为3V，而L2的额定电压为2V，故L2不能正常发光，将被烧坏，不满足题目中闭合开关后，其中一个灯泡正常发光，另一个不损坏的条件，故A错误；BCD当电源电压为2V，由并联电路电压特点可知，L1、L2两端的实际电压为2V，由L1的额定电压为3V，L2的额定电压为2V可知，此时正常发光的小灯泡是L2，由图乙可知，当L1、L2两端的实际电压为2V，通过它们的电流分别为0.2A、0.

15、3A。则L2的额定功率为P额=U额I额=2V0.3A=0.6WL1的实际功率为P实=U实I实=2V0.2A=0.4W小灯泡L1和L2的总功率为P=P额+P实=0.6W+0.4W=1W故BD正确，C错误。故选BD。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10，滑动变阻器的最大阻值为50，电流表的量程为“00.6A”，电压表的量程为“03V”，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（）ABCD【答案】ACD【解析

16、】AB由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数U13V时，电路中的电流因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为00.6A，所以，电路中的最大电流为0.3A，此时R1的电功率和电路的总功率最大，则R1的最大功率电路的最大功率当变阻器R2接入电路中的电阻最大为50时，电路的电流最小，R1的电功率和电路的总功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流则R1的最小功率电路的最小功率所以，由可知，电阻R1的功率P1与电流表示数I的关系为抛物线的一部分，且最大功率为0.9W，最小为0.1W，故A错误、B正确，A符合题意，B不符合

17、题意；CD由可知，电路总功率P总与电流表示数I的关系图像为正比例函数，且最大功率为1.8W，最小为0.6W，故CD错误，CD符合题意。故选ACD。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3VB该电路总功率变化范围为12W24WC滑动变阻器的最大阻值为9D小灯泡正常发光1min，消耗的电能为24J【答案】BC【解析】由图甲知，小灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。A当滑片P移到a端时，只有小灯泡接入电路

18、，根据知，当电源电压一定时，电阻越小电流越大，所以此时电路中的电流最大，电压表的示数最大，小灯泡恰好正常发光，由图乙知，小灯泡的额定电压为U额12V，通过小灯泡的电流I额2.0A，故A错误；B由A分析知，电源电压为UU额12V由图乙知，电路中的最大电流为I大2.0A，最小电流为I小1.0A，则该电路的最大功率为P大UI大12V2.0A24W最小功率为P小UI小12V1.0A12W即该电路总功率变化范围为12W24W，故B正确；C当滑片P移到b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，由图乙可知，此时灯泡两端的电压UL小3V，通过灯泡的电流I小1.0A，根据串联

19、电路电压的规律知，此时滑动变阻器两端的电压为UR大UUL小12V3V9V根据串联电路电流规律知，此时通过滑动变阻器的电流为IRI小1.0A则滑动变阻器的最大阻值为故C正确；D由A分析知，小灯泡正常发光时的功率为P额U额I额12V2.0A24W小灯泡正常发光1min，消耗的电能为WP额t24W160s1440J故D错误。故选BC。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

20、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【答案】AD【解析】A由甲图可知滑动变阻器与定值电阻串联接入电流，电压表测量滑动变阻器电压，电流表测量串联电路电流，滑动变阻器滑片P从a端滑向b端的过程中滑动变阻器接入电路中的阻值减小，由串联分压可知滑动变阻器电压减小，电压表示数减小，电路中总电阻减小，电流变大，电流表示数变大，故A正确；B电压表示数为滑动变阻器电

21、压U滑，若定值电阻的上电压为U0，串联分压可知U=UR+U0可知，若电流表示数变化量为，可知电压表示数变化量与电流表示数变化量之比为因R0为定值电阻，可知电压表示数的变化量与电流表示数变化量之比不变，故B错误；C电路中电流大小为I时，定值电阻R0的功率为P0=I2R0可知定值电阻的功率与电流不是成正比关系，乙图中1为正比关系图像，故C错误；D当滑动变阻器滑片P移动至b端时电流取最大值Im=3A，此时电路为R0的简单电路，由乙图可知P0=PU=9W由P=I2R可知，定值电阻的阻值大小为电源电压为U=U0=ImR0=3A1=3V滑动变阻器的电功率所以，当RR01时，滑动变阻器的电功率最大，最大为故

22、D正确。故选AD。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_；再闭合开关S2后，电路的总功率为_。【答案】 2 4 1.4W【解析】1观察图像可知，当小灯泡的电功率为1W时，根据公式P=UI可知，小灯泡两端的电压为2V，通过的电流为0.5A，只闭合开关S1时，电路中只有小灯泡L，两端电压等于电源电压，故可知该电路中电源电压为2V。2由公式可知，小灯泡的电阻3开关S1和S2都闭合时，由图像可知，通过定值

23、电阻的电流IR=0.2A，则电路中的总电流I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A故电路总功率P=UI=2V0.7A=1.4W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5、10、15、20、25。（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

24、的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像：由图像可以得出结论：电压一定时，_；上述实验中，小明用5的电阻做完实验后，接下来的操作是_，然后将10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_的滑动变阻器。【答案】 断开 左 电流与电阻成反比 断开开关 2.5 35【解析】（1）1如图，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端的电压，把电压表的负接线柱与定值电阻的右端接线柱相连，然后再把定值电阻的右端与滑动变阻器的上面的接线柱相连，如图所示：（2）2连接电路时，为保护电路及用电安全，开关要断开。（3）3为

25、保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的阻值要滑到阻值最大的位置，即最左端。（4）4由图像可知，电流I随电阻R变化的图像是反比例函数图像的一部分，说明电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。56由图丙可知，当电阻为5时，电流为0.5A，则电阻两端的电压为U=IR=0.5A5=2.5V探究电流与电阻的关系，要控制电压不变，所以用5的电阻做完实验后，接下来要断开开关，然后将10的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.5V，记下电流表示数。（5）7电源电压为6V，定值电阻电压为2.5V，跟据串联电路电压规律，滑动变阻器所分电压为6V-2.5V=3.5V跟据串联分压原理，当定值电阻为25时，滑

26、动变阻器的电阻至少为解之得R滑=35。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。用一根导线将电路连接完整（连线不得交叉）；_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_； 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；小明根据实验数据绘出小灯泡的UI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_。ABCD（2）小华用图戊所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率，电

27、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）。闭合S，S1接1，_，移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A； 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；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；小灯泡L2额定功率P额=_（用I额、R0、I1、I2表示）。【答案】 灯L1断路 1 A 将R1滑片移至最左端 R2阻值不变 R1 【解析】（1）1在测量小灯泡功率实验中，应将小灯泡串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端。2闭合开关，发现灯泡不亮，电流表没有示数，说明电

28、路存在断路，电压表有示数说明灯L1断路，电压表直接串联在电路中，示数为电源电压。3由乙图可知，电压表选用小量程，所以灯L1的额定电压为2.5V，则小灯泡L1的功率则小灯泡L1的功率为1W。4AB由丙图可知，小灯泡电阻随电压和电流的增大而增大，根据可知，P-U2图像的斜率表示电阻的倒数，小灯泡电阻随电压的增大而增大，则P-U2图像的斜率将减小，故A正确，B错误；CD根据可知，P-I2图像的斜率表示电阻，小灯泡电阻随电流的增大而增大，所以P-I2图像的斜率应增大，故CD错误。故选A。（2）567闭合S，S1接1，将R1滑片移至最左端，移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A，再将S1接2，保持R2

29、阻值不变，移动R1的滑片，使电流表的示数仍为0.5A，则此时R1的电流和电压与小灯泡L2正常工作时的电流电压相同。则此时R1的电阻等于小灯泡的电阻。8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，此时电源电压再将R2的滑片移到最右端，读出电流表的示数I2，电源电压由于电源电压不变小灯泡的额定功率小灯泡L2额定功率P额=。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

30、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？【答案】(1)484，60.5，242；(2)0.

31、22kWh；(3)90%【解析】(1)由丙图可知，在06min，此过程为升压状态，R1和R2并联接入电路当中，电路的总功率P总=1000W；在69min与1215min，此过程为保压状态，只有R2接入电路当中，电路的总功率；518min，此过程为保温状态，只有R0接入电路当中，电路的总功率P0 =100W；在1518min，此过程为保温状态，只有R0接入电路当中，由得，电阻R0的阻值在升压状态下，R1和R2并联，此时，则由得，电阻R1的阻值在保压状态下，只有R2接入电路当中，由得，电阻R2的阻值(2)由题意和图乙、丙可知，电压力锅煮饭时，从正常加热升压到保压状态结束，R1的工作时间为R2工作时间t2=18min=0.3h由 可得，此过程电压力锅消耗的电能电压力锅消耗的电能为0.22kWh。(3)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答：(1) R0、R1和R2的阻值分别是484，60.5，242；(2)电压力锅煮饭时，从正常加热升压到保压状态结束，耗的电能是0.22kWh；(3)电压力锅处于升压状态时的加热效率是90%。