龍易程 湖南省長(zhǎng)沙市第一中學(xué)

電學(xué)圖像的相關(guān)問(wèn)題處理之談

龍易程 湖南省長(zhǎng)沙市第一中學(xué)

基于高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中常見(jiàn)的電學(xué)圖像問(wèn)題，本文就此在解題過(guò)程中所常用的一些方法技巧進(jìn)行了論述，希望本文能夠?yàn)檎谶M(jìn)行高中物理學(xué)習(xí)的學(xué)生提供參考。

高中物理 電學(xué) 圖像 解答技巧

在高中物理問(wèn)題解答過(guò)程中，圖像是重要的解題技巧，高中學(xué)生在針對(duì)物理科目學(xué)習(xí)過(guò)程中必須要認(rèn)識(shí)并掌握這種解答技巧。

1 利用U-I圖像來(lái)解答對(duì)應(yīng)電子元件在某工作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)

例1：存在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)3V的電源（電源內(nèi)阻忽略不計(jì)），將該電源和三個(gè)相同的小電珠、、連接成如圖1所示的電路結(jié)構(gòu)，同時(shí)已知小電珠的伏安特性曲線(xiàn)圖為圖2，那么在電路閉合狀態(tài)下，以下說(shuō)法正確的是（）

圖1

圖2

分析：對(duì)圖2所示的伏安特性曲線(xiàn)圖進(jìn)行分析，在這道問(wèn)題當(dāng)中，所使用的小電珠并不是線(xiàn)性元件。所以該問(wèn)題是不能直接采用歐姆定律來(lái)進(jìn)行回答的，但是題目中說(shuō)明電源內(nèi)阻忽略不計(jì)，所以電源兩端的電壓就是電源的電動(dòng)勢(shì)，由此可以得出兩端的電壓為3V，由圖2可以獲取到此刻的對(duì)應(yīng)電流大小為0．25A，所以可以列出公式：

綜上，這道問(wèn)題的正確選項(xiàng)為A、C、D

圖3

在這道問(wèn)題中，電珠的電阻并不是保持不變的，所以解題時(shí)，只能根據(jù)串聯(lián)電路的基本特征，從圖像當(dāng)中獲取信息。當(dāng)與呈現(xiàn)串聯(lián)狀態(tài)時(shí)，兩電珠的電流大小相同，并且兩電珠兩端電壓之間的總和一定是220V。因此在解答第二個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中，大家必須要找到橫坐標(biāo)相同的兩點(diǎn)，并且讓縱坐標(biāo)相加之和是220V，通過(guò)圖3可知，在電流大小為0．25A時(shí)，兩端電壓大小為160V，兩端電壓大小為60V，此時(shí)的實(shí)際功率可以表示為：

2 綜合使用部分電路U-I圖像和閉合電路的U-I圖像來(lái)處理問(wèn)題

例3：小明在進(jìn)行“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，得知該電源U-I圖像如圖4所示，其中圖像當(dāng)中的線(xiàn)2代表該電源在某電阻環(huán)境下的U-I圖像關(guān)系，兩線(xiàn)的交點(diǎn)為P點(diǎn)，則以下說(shuō)法正確的是（）。

C、把此電阻和電源直接連接形成回路，此時(shí)的電源輸出功率為最大輸出值0．32W；

D、把此電阻和電源直接連接形成回路，則此時(shí)電源的工作效率為50%。

分析：對(duì)圖4開(kāi)展分析，可知線(xiàn)1所橫軸上的截距為1．6V，因此電源電動(dòng)勢(shì)便是此值，因此電源內(nèi)阻大小為：

圖4

通過(guò)線(xiàn)2可以求出定值電阻的阻值大?。?/p>

在外電路電阻和電源內(nèi)阻相同時(shí)，電源具有最大輸出功率，此時(shí)外電壓力的值為總電動(dòng)勢(shì)的二分之一，即：

并且電源的工作效率可得出為：

綜上，這道問(wèn)題的正確選項(xiàng)為C、D。

3 利用v-t圖像來(lái)解答電學(xué)問(wèn)題

例4：真空狀態(tài)下兩個(gè)足夠大且相互平行的金屬板A、B。設(shè)它們之間的距離為d，兩金屬板之間的電壓根據(jù)圖5的變化規(guī)律進(jìn)行周期性變化，其周期為T(mén)，在t=0時(shí)，一個(gè)攜帶正電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下，從A板靜止朝B板進(jìn)行移動(dòng)。并且在t=nT（n是自然數(shù)）時(shí)到達(dá)B板，該帶電粒子如果在t=時(shí)刻從A進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷相同的時(shí)間，它將距離A板多遠(yuǎn)？

圖5

分析：帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力是始終不變的，因?yàn)殡妶?chǎng)力的方向會(huì)產(chǎn)生周期性變化，由此使得帶電粒子在電廠(chǎng)當(dāng)中的受力方向產(chǎn)生變化，因此帶電粒子在電廠(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中展現(xiàn)出一定的規(guī)律，所以在解答這一問(wèn)題時(shí)，大家只需對(duì)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期情況開(kāi)展分析就可以了解運(yùn)動(dòng)nT的狀況，因此設(shè)q是帶電粒子的電量。在帶電粒子t=0時(shí)進(jìn)入到電場(chǎng)當(dāng)中，它的運(yùn)動(dòng)圖像為圖6，則其在一個(gè)周期當(dāng)中所產(chǎn)生的位移大小，用公式可以表達(dá)為：

[1]薛朝偉.高中物理電學(xué)學(xué)習(xí)心得[J].科技風(fēng),2017,(03):246