2025年高三物理知识讲解与重点专题复习16：电磁学图像问题电路部分图像分析 （解析版）.docx

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高三专题复习16：电磁学图像问题

电路部分图像分析

温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示的图线分别为某金属导休和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则（）

图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系

图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系

图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系

图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系

【答案】CD

【考点】电阻率

【解析】金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体的电阻率随着温度的升高而减小：

图线1的电阻随着温度的升高而升高，图线2的电阻随着温度的升高而降低；根据电阻定律，材料的电阻与电阻率成正比，故图象1是反映金属导体的电阻随温度的变化关系，图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系．故选CD．

图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况．把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计．下列说法正确的是（）

tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

【答案】B

【考点】闭合回路欧姆定律，图像问题

【解析】

由图甲可知：温度t升高时，金属丝电阻R增大，且R与t为一次函数关系；根据闭合回路欧姆定律：I=ER+r可知：R增大时，电流表示数减小，I与R的关系为反比例函数；因此温度与电流不是线性关系，而tA温度较低、对应电流较大，tB温度较高、对应电流较小，故选

如图所示的U－I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系．若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则（）

两个电阻的电功率相等

R1接在电源上时，电源的输出功率较大

R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大

两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等

【答案】B

【考点】伏安特性曲线，电功率

【解析】U-I图纵截距代表电源电动势、斜率代表电阻，两图线的交点为电源和电阻串联时的工作点：

由图像可知，电阻R1的工作电流为I02、电压为U02，电阻R2的工作电流为I04、电压为

AB项：根据P＝UI可知，电源输出功率等于电阻热功率，该功率分别为P1=14U0I0

C选项：根据P＝I2R可知，电源内阻热功率分别为P1r=14U

D选项：根据P＝EI可知，电源中非静电力做功功率P1E=12U0I

如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电，改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化．

以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U－I图像的示意图，并说明U－I图像与两坐标轴交点的物理意义．

a．请在图2画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；

b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件．

请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和．

【答案】详见解析

【考点】伏安特性曲线，能量问题

【解析】

U-I图如图所示：

与纵轴（U轴）交点的意义：电源电动势（即外电源断路时的路端电压）；

与横轴（I轴）交点的意义：短路电流Er（即外电路电阻为零时的电流）．

a．如图所示：

b．由题意可知：P＝UI＝(E－Ir)I＝－r·I2＋E·I，结合数学规律可知，当I=E2r时，输出功率最大，Pm=E24r，此时I=ER+r，R＝r．

若滑动变阻器最大阻值Rm≥r，则Pm=E24r，此时R＝

电动势的定义式：E=Wq，全电路能量守恒，即电源提供的总电能等于内电路和外电路消耗的电能之和，即W＝UIt＋I2rt，故EIt＝UIt＋I2rt，得E＝U＋Ir，即：E＝U外＋

静电场部分图像分析

静电场基本性质

静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示，在x轴上有四点：x1、x2、x3、x4，相邻两点间的距离相等，x轴正方向为电场强度正方向，带正电荷的点电荷沿x轴运动，则点电荷()

在x2和x4两点处电势能相等

由x1运动到x4的过程中加速度先增大后减小

由x1运动到x4的过程中电势能先增大再减小

设电荷从x2运动到x1，电场力做功W1，电荷从x3运动到x2，电场力做功W2，则W1＝W2

【答案】B

【考点】图像问题，静电场，电场强度

【解析】根据E?x＝U可知，E－x图像中，图线与轴围成的面积代表电势差：

A选项：x2～x4处电场强度为x轴负方向