周清
U、I的函數(shù)關(guān)系是根據(jù)歐姆定律公式推導(dǎo)得到的。由I=U/R推導(dǎo)出U=RI得到電阻的U-I圖像;由I=E/(R+r)和U=IR推導(dǎo)出U=E-rI得到電源的U-I圖像。研究U-I圖像的實(shí)際問題要先確認(rèn)是哪種類型,要明確圖像的研究對(duì)象,明確坐標(biāo)軸所表示的物理量,認(rèn)識(shí)圖像的截距、斜率、面積、交點(diǎn)等的物理意義,從而學(xué)會(huì)畫圖像、用圖像解題。
一、對(duì)導(dǎo)體的伏安特性曲線的理解
歸納:伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值,對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。
對(duì)線性元件:[R=UI=?U?I],對(duì)非線性元件[R=UI≠?U?I],應(yīng)注意:線性元件不同狀態(tài)時(shí)比值不變,非線性元件不同狀態(tài)時(shí)比值不同。U-I圖像的斜率反映了電阻的變化趨勢(shì);I-U圖像的斜率反映了電阻倒數(shù)的變化趨勢(shì)。
典例 某同學(xué)做三種導(dǎo)電元件的導(dǎo)電性質(zhì)實(shí)驗(yàn),根據(jù)所測(cè)量數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的I-U圖像,如圖所示,則下述判斷正確的是( ) A.只有乙圖正確
B.甲、丙圖的曲線肯定是誤差太大
C.甲、丙不遵從歐姆定律,肯定不可能
D.甲、乙、丙三個(gè)圖像都可能正確,并不一定有較大誤差
解析 甲、乙、丙三個(gè)圖像都可能正確,乙是線性元件,R不隨I變化。甲、丙是非線性元件,甲的電阻隨I增大而減小。丙的電阻隨I增大而增大,不一定有較大的誤差。故D選項(xiàng)正確。
答案 D
二、拓展訓(xùn)練
典例 (多選)用如圖甲所示的電路來測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)做出了如圖所示的U-I圖線,由圖乙可知( )
A.電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值是1.40V
B.電池內(nèi)阻的測(cè)量值是3.50Ω
C.外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40A
D.電壓表的示數(shù)為1.20V時(shí)電流表的示數(shù)I=0.20A
解析:選AD圖像與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.40V;電池的內(nèi)阻[r=?U?I=1.40-1.000.40Ω=1Ω];
根據(jù)E=U+I′r,
代入數(shù)據(jù)得[I'=E-Ur=1.40-1.201A=0.20A],
故A、D正確。
答案 ADendprint