一类物理图像交点问题的探讨

摘 要：本文探讨了电源U-I图像和电阻伏安特性曲线图像交点问题，通过列举实例来分类讨论此类问题的一般解法，从而为分析此类问题提供一定的思路.

关键词：电源U-I图像;电阻伏安特性曲线图像;交点

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）28-0115-03

收稿日期：2023-07-05

作者简介：黎鑫（1977.12-），男，湖北省咸宁人，硕士，中学一级教师，从事高中物理教学研究.

有一些材料制成的电阻、二极管等元件，其内部电流与外加电压不成正比，其伏安特性曲线不是一条直线，而是一条曲线；另一方面，有的电源的内电阻是变化的，其路端电压与电路中的电流的关系也不是线性关系，学生在求这些元件的实际工作状态的电流、电压和实际功率时难度大，不易确定^[1].作图找交点的方法是指在一个坐标系中作出某电源U-I图像和某电阻伏安特性曲线图像，这两个图像将会有交点，此交点表示该电源的路端电压与该电阻两端的电压相等，通过该电源的电流与通过该电阻的电流相等，故这个交点的横、纵坐标表示该电源单独对该电阻供电的电路中电流和电压，也就是该电源与该电阻串联时电路中的路端电压和电路中的电流.通过作图的方法找出交點的横、纵坐标，横、纵坐标的乘积即为该电阻与电源串联时该电阻实际消耗的功率.下面就这类问题的几种情况进行探讨.

总之，一些元件虽然有额定电压、额定功率，但是由于电阻随温度的变化而变化，故当这些元件接入电路时，如果没有达到额定条件，则其它参数都难以用欧姆定律来计算得出^[2].这时就需要作物理图像找交点坐标，从而计算出元件的电阻和元件消耗的实际功率.在一个坐标系中，已给出一类元件的图像，让学生再作出另一类元件的图像，两图像的交点坐标表示该电源与该电阻串联时电阻的实际工作点.这一类问题通常有本文探讨的四种情形，让学生深刻理解这四种情形，熟练地运用本文提供的方法，有助于提高学生在高三联考和高考中解决这一类问题的能力，值得引起教师和学生的关注.

参考文献：

[1] 邹建平.寻找工作点，突破伏安特性曲线教学难点[J].中学课程辅导，2012（15）：74.

[2] 刘颢.用伏安特性曲线求解灯泡的功率[J].数理化解题研究（高中版），2011（3）：39-41.

[责任编辑：李 璟]