电学图像的相关问题处理之谈

龙易程 湖南省长沙市第一中学

电学图像的相关问题处理之谈

龙易程 湖南省长沙市第一中学

基于高中物理学习过程中常见的电学图像问题，本文就此在解题过程中所常用的一些方法技巧进行了论述，希望本文能够为正在进行高中物理学习的学生提供参考。

高中物理 电学 图像 解答技巧

在高中物理问题解答过程中，图像是重要的解题技巧，高中学生在针对物理科目学习过程中必须要认识并掌握这种解答技巧。

1 利用U-I图像来解答对应电子元件在某工作状态下的数据

例1：存在一个电动势3V的电源（电源内阻忽略不计），将该电源和三个相同的小电珠、、连接成如图1所示的电路结构，同时已知小电珠的伏安特性曲线图为图2，那么在电路闭合状态下，以下说法正确的是（）

图1

图2

分析：对图2所示的伏安特性曲线图进行分析，在这道问题当中，所使用的小电珠并不是线性元件。所以该问题是不能直接采用欧姆定律来进行回答的，但是题目中说明电源内阻忽略不计，所以电源两端的电压就是电源的电动势，由此可以得出两端的电压为3V，由图2可以获取到此刻的对应电流大小为0．25A，所以可以列出公式：

综上，这道问题的正确选项为A、C、D

图3

在这道问题中，电珠的电阻并不是保持不变的，所以解题时，只能根据串联电路的基本特征，从图像当中获取信息。当与呈现串联状态时，两电珠的电流大小相同，并且两电珠两端电压之间的总和一定是220V。因此在解答第二个问题的过程中，大家必须要找到横坐标相同的两点，并且让纵坐标相加之和是220V，通过图3可知，在电流大小为0．25A时，两端电压大小为160V，两端电压大小为60V，此时的实际功率可以表示为：

2 综合使用部分电路U-I图像和闭合电路的U-I图像来处理问题

例3：小明在进行“测定电源电动势和内阻”的实验当中，得知该电源U-I图像如图4所示，其中图像当中的线2代表该电源在某电阻环境下的U-I图像关系，两线的交点为P点，则以下说法正确的是（）。

C、把此电阻和电源直接连接形成回路，此时的电源输出功率为最大输出值0．32W；

D、把此电阻和电源直接连接形成回路，则此时电源的工作效率为50%。

分析：对图4开展分析，可知线1所横轴上的截距为1．6V，因此电源电动势便是此值，因此电源内阻大小为：

图4

通过线2可以求出定值电阻的阻值大小：

在外电路电阻和电源内阻相同时，电源具有最大输出功率，此时外电压力的值为总电动势的二分之一，即：

并且电源的工作效率可得出为：

综上，这道问题的正确选项为C、D。

3 利用v-t图像来解答电学问题

例4：真空状态下两个足够大且相互平行的金属板A、B。设它们之间的距离为d，两金属板之间的电压根据图5的变化规律进行周期性变化，其周期为T，在t=0时，一个携带正电的粒子只在电场力的作用下，从A板静止朝B板进行移动。并且在t=nT（n是自然数）时到达B板，该带电粒子如果在t=时刻从A进行运动，经历相同的时间，它将距离A板多远？

图5

分析：带电粒子在电场中受到的电场力是始终不变的，因为电场力的方向会产生周期性变化，由此使得带电粒子在电厂当中的受力方向产生变化，因此带电粒子在电厂运动的过程中展现出一定的规律，所以在解答这一问题时，大家只需对带电粒子的运动周期情况开展分析就可以了解运动nT的状况，因此设q是带电粒子的电量。在带电粒子t=0时进入到电场当中，它的运动图像为图6，则其在一个周期当中所产生的位移大小，用公式可以表达为：

[1]薛朝伟.高中物理电学学习心得[J].科技风,2017,(03):246