高中物理 加強練習第十章　98.電阻和電源的U-I圖線

98.電阻和電源的U-I圖線(分值：30分)1~5題每題6分1.(多選)(2026·山東菏澤市檢測)如圖所示的U-I圖像中，直線a表示某電源的路端電壓U與電流I的關系，直線b、c分別表示電阻R1、R2的電壓U與電流I的關系。下列說法正確的是()A.電阻R1、R2的阻值之比為4∶3B.該電源的電動勢為6V，內阻為2ΩC.只將R1與該電源組成閉合電路時，電源的輸出功率為6WD.只將R2與該電源組成閉合電路時，內、外電路消耗的電功率之比為1∶1答案BD解析U-I圖像斜率代表電阻，由題圖得R1=4Ω，R2=2Ω則電阻R1、R2的阻值之比為2∶1，故A錯誤；由圖線a可知，該電源的電動勢為6V，內阻為r=63Ω=2Ω，故B只將R1與該電源組成閉合電路時，電源的輸出功率為P=4×1W=4W，故C錯誤；只將R2與該電源組成閉合電路時，內、外電路消耗的電功率分別為P內=I2r，P外=I2R2解得P內∶P外=1∶1，故D正確。2.(多選)如圖甲所示，電源的電動勢為E=5V、內阻為r=20Ω，A、B是兩個完全相同的小燈泡，小燈泡A的伏安特性曲線如圖乙所示，則下列說法正確的是()A.小燈泡A的電阻隨著電壓的增大而減小B.開關S閉合后，燈泡A的電阻會減小C.開關S閉合后，燈泡A消耗的功率會增加D.開關S閉合后，電源的效率會減小答案BD解析題圖乙是小燈泡A的伏安特性曲線，各點與原點的連線的斜率代表1R，隨著所加電壓的增加，R越來越大，選項A開關斷開時，設通過燈泡A的電流和燈泡兩端的電壓為I、U，則E=U+Ir解得I=Er-Ur在題圖乙中畫出電流隨路端電壓變化的圖線1，交點坐標(180mA，1.3V)，此時燈泡的電阻和功率為R=UI≈7.2P=UI≈0.23W同理開關S閉合后，設通過燈泡A的電流和燈泡A兩端的電壓為I'、U'，由E=U'+2I'r解得I'=E2r-U在題圖乙中畫出電源的路端電壓隨電流變化的圖線2，交點坐標(110mA，0.5V)，此時燈泡的電阻和功率為R'=U'I'P'=U'I'≈0.06W故開關S閉合后，燈泡A的電阻減小，消耗的功率減小，B正確，C錯誤；電源的效率η=UE×100%，U減小，E不變，效率也減小，D3.(2025·北京市第一七一中學模擬)硅光電池具有低碳環保的優點，如圖所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖像，圖線b是某電阻R的U-I圖像。在該光照強度下將它們組成閉合回路，則硅光電池的()A.電動勢為5VB.內阻為5.5ΩC.輸出功率為0.72WD.效率為50%答案B解析由題圖可知，硅光電池的電動勢為3.6V，故A錯誤；根據閉合電路歐姆定律可得E=Ir+U，解得r=E-UI=3.6V-2.5V0.2A=5.5Ω，故B正確；由題意可知，硅光電池輸出功率為a、b兩條圖線交點之積，由P=UI可得P=UI=2.5×0.2W=0.5W，故C錯誤；由題意可知，硅光電池的總功率為P總=EI=3.6×0.2W=0.72W，電池的效率為η=PP總×100%=4.(多選)(2026·河南漯河市檢測)如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的U-I圖線。曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點的坐標分別為P(5A，3.75V)、Q(6A，5V)。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是()A.電源1與電源2的內阻之比是2∶3B.電源1與電源2的電動勢之比是1∶1C.在這兩種連接狀態下，小燈泡的電阻之比是9∶10D.在這兩種連接狀態下，小燈泡消耗的功率之比是8∶5答案BC解析由閉合電路歐姆定律可知U=E-Ir，在電源的U-I圖像中，圖像的縱軸截距表示電動勢、斜率的絕對值表示電源的內電阻，可知電源1、電源2的電動勢與內阻分別為E1=10V，r1=108Ω=54E2=10V，r2=1012Ω=56則電源1、電源2的電動勢與內阻之比分別為E1∶E2=1∶1，r1∶r2=3∶2故A錯誤，B正確；燈泡伏安特性曲線與電源的伏安特性曲線的交點即為燈泡與這電源連接時的工作狀態，則連接電源1時有I1=5A，U1=3.75V連接電源2時有I2=6A，U2=5V則在這兩種連接狀態下，小燈泡的電阻之比與消耗的功率之比分別為R1∶R2=U1I1∶UP1∶P2=U1I1∶U2I2=5∶8故C正確，D錯誤。5.(多選)如圖為某種鋰電池充電過程中電池電壓、充電電流隨時間變化的圖像。根據圖像，可以做出的正確推斷是()A.該鋰電池的電動勢約為4.2VB.該鋰電池的充電電壓可能小于4.2VC.充電的1.0~3.0小時內，電池充入的電荷量為1000mA·hD.若該鋰電池的容量為1400mA·h，則整個充電過程中，鋰電池增加的電能不超過5.88W·h答案AD解析由題圖可知，充電結束時，電池電壓約為4.2V，所以鋰電池的電動勢約為4.2V，A正確；給電池充電時，電池相當于用電器，則充電電壓必須高于電池電動勢，所以該鋰電池的充電電壓不可能小于4